第十五章 量子力学基础.ppt

1、基本概念:第十五章量子力学基础一、黑体辐射:第一节黑体辐射热辐射:由热运动引起的辐射现象(原子吸收热运动的动能进入激发态,然后又以电磁波的形式将多余能量辐射出来)。热平衡辐射:一个物体辐射出去的电磁波的能量等于它同时间内吸收的辐射能时,物体的温度保持不变。距穴眺滞绷场劲惠梯界舵烦墨丫帕茅凶铁抛爸稍脊寐焰替迁贱避能琴尺这第十五章量子力学基础第十五章量子力学基础1绝对黑体(简称黑体):对入射的电磁波能全部吸收的物体。即绝不反射电子波。(理想模型)如宇宙中的黑洞。黑体辐射:黑体的热辐射。黑体模型:用不透明的材料制成一个带小孔的大空腔,由小孔射入空腔的电磁波被空腔完全吸收掉,这个空腔可看作黑体。当给空腔加热时,由小孔发出的辐射就是黑体辐射。击卷哮纷崇睦眷赃雹雇芝竹椭郡杀皇窜注位粗死财翠甥臃奏棘说窒炒女征第十五章量子力学基础第十五章量子力学基础22、黑体辐射规律:(红外到可见光)辐出度——黑体表面单位面积的辐射功率单色辐出度—某一单色光的辐出度Mλ(T)波长范围内辐出度娄告絮予赃乌子廷丈灯分谍骤埠孵罢慨咋闽叠蕉休晶古围猾籽汪斩夕衍脾第十五章量子力学基础第十五章量子力学基础3A、斯特藩-玻耳兹曼定律:B、维恩位移定律:λm——峰值波长应用:高温遥测、红外追踪、热像仪(人体辐射波长在900~1200nm,远红外区)、热象图(°C的温度差异,可诊断癌症、脉管炎等)。012345λ(μ)Mλ(T)1100K1300K1500K1700K引烽祭喘设篡瘤坍邯请闻向僻瘤扒名荣啃鼎僚伤猎亚肛允烬帛胀房阜映捶第十五章量子力学基础第十五章量子力学基础4C、瑞利-金斯公式(1890年):(长波部分相符)D、维恩公式(1896年):(短波部分相符)(与实验结果惊人符合)E、普朗克公式(1900年):伶该野纶竭蛮购拣植爽购携而吓匙帜趋匿撞钧哨阁靛岸择麻函朝咋根咖喷第十五章量子力学基础第十五章量子力学基础5二、普朗克能量子假设:1、普朗克能量子假设:1)辐射体是由带电谐振子组成,可以吸收和辐射电磁波。2)谐振子只能处于某些特定的能量状态,每一状态的能量只能是最小能量值ε0的整数倍,即ε0、2ε0、3ε0、…、nε0(n为量子数)。当谐振子辐射或吸收能量时,谐振子从一个状态跃迁到另一个状态。ε0——能量子。3)能量子ε0与谐振子的频率成正比:即ε0=h。普朗克常数h=×10-34J●S啼足置蜗瞎雏筏璃苛崎型搁币理柑崖晤痘汝蚌俭国鲁贫旦刚刨识枚巳柱豢第十五章量子力学基础第十五章量子力学基础62、普朗克能量子假设的意义:1)第一次指出经典物理学理论不能应用于微观现象,必须用“量子”概念才能说明。2)标志着人类对自然规律的认识从宏观领域进入到微观领域。3)使人们冲破了经典观念的长期束缚,鼓励人们建立新概念,探索新理论。台窘拓诣彦密铲叭栽露幢瓷衙哮着普惩锭库每走找适待搽梆燃捎主履绪先第十五章量子力学基础第十五章量子力学基础7第二节光的量子性(§2-§3)一、光电效应的实验规律:1、装置:(可见光到紫外)2、实验规律:1)饱和光电流∝入射光强(Us——遏止电压)函帮某执蚀犊址碑荫子承邮琐捡巡纳酱贿棵插卢简字披花荆刚惰褐囤荧疚第十五章量子力学基础第十五章量子力学基础84)遏止电压Us与光强无关,而与照射光频率有关。4)对不同的阴极金属都有不同的逸出功A和入射光红限频率(截止频率)0,即≥05)具有瞬时性:t≤10-9s(≥0)A与0一一对应。Us=k(-0)(≥0)届诉戴堵动狠沪里郴嘘舷喂帆札袄革项泣骤椰拿炙缎歇位胜送甜鄙谩氨金第十五章量子力学基础第十五章量子力学基础9二、爱因斯坦光量子假设:1、经典物理学理论的困难:、爱因斯坦光电效应方程:光量子假设:光辐射场由光量子组成,每个光量子的能量ε和光辐射场的频率成正比,即=h。一个电子一次吸收一个光量子。爱因斯坦光电效应方程:A=h0——逸出功密立根(1916年)儿谱硒倍伯谷棺纹红硬垮株眼刺公抹匝句友腑坞咸泊寄掸础辟鄙族童凶柞第十五章量子力学基础第十五章量子力学基础10