光的量子性 黑体辐射.ppt

光的量子性 黑体辐射
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 从经典物理学到量子力学过渡时期的三个重大问题的提出
引言
提纲
 物理学的分支及近年来发展的总趋势
§19-1、 黑体辐射 普朗克能量子假说
 热辐射
斯忒藩Stefan)-玻耳兹曼定律
维恩位移定律
 绝对黑体的热辐射规律
 经典物理遇到的困难
 普朗克能量子假说
§ 19-2 光电效应 光的波粒二象性
 光电效应的实验规律及经典理论的困难
 爱因斯坦的光子学说
光子的能量、动量和质量
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引言：从经典物理到现代物理概述
 物理学的分支及近年来发展的总趋势
物理学
经典物理
现代物理
力学
热学
电磁学
光学
相对论
量子论
非线性
时间 t
关
键
概
念
的
发
展
力学
电磁学
热学
相对论
量子论
1600 1700 1800 1900
第19章 量子力学基础
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近年来的发展：
★粒子物理 高能加速器产生新粒子，已发现300种。
麦克斯韦理论、狄拉克量子电动力学、重整化方法。
★天体物理 运用物理学实验方法和理论, 对宇宙各种星球进行
==观测和研究，从而得出相应的天文规律的学科。应用经典、==量子、广义相对论、等离子体物理和粒子物理。
*太阳中微子短缺问题
*引力波存在的问题
*物体的速度能否超过光速的问题
★ 生物物理有机体遗传程序的研究
* 有机体遗传程序的研究（须运用量子力学、统计 物理、==X射线、电子能谱 和核磁共振技术等）。
*非平衡热力学及统计物理
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物理学发展的总趋向：
★ 学科之间的大综合。
★ 相互渗透结合成边缘学科。
例如：生物物理、生物化学、物理化学、量子化学、
======量子电子学、量子统计力学、固体量子论。
二十世纪物理学中两个重要的概念：场和对称性
 从经典物理学到量子力学过渡时期的三个重大问题的提出
 光电效应 康普顿效应。
 黑体辐射问题，即所谓“紫外灾难”。
 原子的稳定性和大小。
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热辐射
19-1 热辐射 普朗克量子假设
平衡热辐射
发射电磁辐射能量
吸收电磁辐射能量
相等
一、 黑体、黑体辐射
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实验表明：一切物体在任何温度下都以电磁波的形式向外辐射能量。辐射的能量与温度有关，∴称之为热辐射。
辐射和吸收的能量相等时称为热平衡。此时物体具有稳定温度
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如果一个物体能全部吸收投射在它
上面的辐射而无反射，这种物体称
为绝对黑体，简称黑体。
绝对黑体——一个理想模型
绝对黑体
实例
?
空腔
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用不透明材料制成一空心容器，壁上开一小孔，该小孔可看成绝对黑体
绝对黑体的辐出度
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二 绝对黑体的辐射定律
T
绝对黑体
实验装置
绝对黑体单色辐出度按波长分布实验
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T
平行光管
绝对黑体
实验装置
二 绝对黑体的辐射定律
绝对黑体单色辐出度按波长分布实验
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实验装置
T
平行光管
绝对黑体
三棱镜
二 绝对黑体的辐射定律
绝对黑体单色辐出度按波长分布实验
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