量子物理基础课件优秀PPT.ppt
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1、量子物理基础量子物理基础N.玻尔、玻尔、M.玻恩、玻恩、W.L.布拉格、布拉格、L.V.德布罗意、德布罗意、A.H.康普顿、康普顿、M.居里、居里、P.A.M 狄喇克、狄喇克、A.爱因斯坦、爱因斯坦、W.K.海森堡、海森堡、郞之万、郞之万、W.泡利、普朗克、薛定谔泡利、普朗克、薛定谔 等等 第五次索尔维会议与会者合影第五次索尔维会议与会者合影(1927年)热辐射热辐射:由温度确定的物体的电磁辐射由温度确定的物体的电磁辐射一一.热辐射热辐射第一节第一节 热辐射热辐射 普朗克能量子假设普朗克能量子假设 头头部部热热辐辐射射像像头部各部分温度不同,因此它们头部各部分温度不同,因此它们的热辐射存在差异
2、,这种差异可的热辐射存在差异,这种差异可通过热象仪转换成可见光图象。通过热象仪转换成可见光图象。单单色色辐辐出出度度0 1.0 1.75波长波长(m)辐射和吸取达到平衡时,物体的温度不再变更,此时物体的辐射和吸取达到平衡时,物体的温度不再变更,此时物体的热辐射称为平衡热辐射。热辐射称为平衡热辐射。物体辐射电磁波的同时,也吸取电磁波。物体辐射本事越物体辐射电磁波的同时,也吸取电磁波。物体辐射本事越大,其吸取本事也越大。大,其吸取本事也越大。室温室温高温高温吸取吸取辐射辐射白底黑花瓷片白底黑花瓷片黑底白花瓷片黑底白花瓷片单色辐射出射度(单色辐出度):确定温度单色辐射出射度(单色辐出度):确定温度
3、T 下,物体单位下,物体单位面在单位时间内放射的波长在面在单位时间内放射的波长在 +内的辐射能内的辐射能 M 与波长间隔与波长间隔 的比值的比值辐出度:物体辐出度:物体(温度温度 T)单位单位表面在单位时间内放射的辐表面在单位时间内放射的辐射能,为射能,为 温温度越高,辐出度越大。另外,辐出度还与材料性质有关。度越高,辐出度越大。另外,辐出度还与材料性质有关。说明说明物体热辐射物体热辐射温度温度材料性质材料性质二二.黑体辐射黑体辐射确定黑体确定黑体(黑体黑体):能够全部吸取各种波长的辐射且不反射:能够全部吸取各种波长的辐射且不反射和透射的物体。和透射的物体。黑体辐射的特点黑体辐射的特点:与同温
4、度其它物体的热辐射相比,黑体热辐射本事最强与同温度其它物体的热辐射相比,黑体热辐射本事最强煤烟煤烟约99%黑体模型黑体模型黑体热辐射黑体热辐射温度温度材料性质材料性质1.斯特藩斯特藩玻耳兹曼定律玻耳兹曼定律式中式中辐出度与辐出度与 T 4 成正比成正比.2.维恩位移定律维恩位移定律峰值波长峰值波长 m 与温度与温度 T 成反比成反比 0.5 1.0 1.5 2.01050MB (10-7 W/m2 m)(m)可见光可见光5000K6000K3000K4000K太阳表面温度太阳表面温度M辐出度辐出度测得太阳光谱的峰值波长在测得太阳光谱的峰值波长在绿光区域,为绿光区域,为 m=0.47 m.试估算
5、试估算太阳的表面温度和辐太阳的表面温度和辐出度。出度。例例解解三三.经典物理的说明及普朗克公式经典物理的说明及普朗克公式MB 瑞利瑞利 金斯公式金斯公式(1900年年)维恩公式维恩公式(1896年年)普朗克公式普朗克公式(1900年年)为说明这一公式,普朗克为说明这一公式,普朗克提出了能量量子化假设。提出了能量量子化假设。试验曲线试验曲线电电磁磁波波四四.普朗克能量子假设普朗克能量子假设 若谐振子频率为若谐振子频率为 v,则其能量是,则其能量是hv,2hv,3hv,nhv,首次提出微观粒子首次提出微观粒子的的能量是量子化的,打破了经典物能量是量子化的,打破了经典物理学中理学中能量能量连续的观念
6、。连续的观念。普朗克常数普朗克常数 h=6.62610-34 Js 腔腔壁壁上上的的原原子子能能量量与腔内电磁场交换能量时,谐振子能与腔内电磁场交换能量时,谐振子能量的变更是量的变更是 hv hv 的整数倍的整数倍.说明说明hv:能量子能量子伏安特性曲线伏安特性曲线一一.光电效应的试验规律光电效应的试验规律v饱和电流饱和电流 iS v遏止电压遏止电压 Ua iS 光电子数光电子数I (I,v)AKU其次节其次节 光电效应光电效应 爱因斯坦光子假说爱因斯坦光子假说iS3iS1iS2I1I2I3UaUiI1I2I3Ua 0光电子最大初动能和光电子最大初动能和 成线性关系成线性关系v截止频率截止频率
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