《大学物理》课程PPT教学课件（二）第五篇 量子现象和量子规律 第16章 场的量子性 16.1 热辐射 普朗克能量子假说 16.2 爱因斯坦光子理论

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同学们好

当对物质世界的探索深入到原子、亚原 子层次时,经典物理就转变为量子物理。 量子力学是描述微观世界结构、运动与变化 规律的物理科学。它是20世纪人类文明发展的 个重大飞跃,量子力学的发现引发了一系列划时 代的科学发现与技术发明,对人类社会的进步做 出重要贡献。 量子力学和相对论是人类现代文明的一个 重要标志,理解一些基本概念、掌握一些主 要思想,是对一个现代人的基本要求

当对物质世界的探索深入到原子、亚原 子层次时，经典物理就转变为量子物理。 量子力学是描述微观世界结构、运动与变化 规律的物理科学。它是20世纪人类文明发展的一 个重大飞跃，量子力学的发现引发了一系列划时 代的科学发现与技术发明，对人类社会的进步做 出重要贡献。 量子力学和相对论是人类现代文明的一个 重要标志，理解一些基本概念、掌握一些主 要思想，是对一个现代人的基本要求

第五篇量子现象和量子规律 第16章场的量子性 普朗克能量子理论爱因斯坦光量子理论 玻尔氢原子理论 激光原理 第17章量子力学基本原理 德布罗意公式不确定关系物质波波函数 第18章量子力学应用简介 原子结构固体能带理论超导液晶

第五篇 量子现象和量子规律 第16章 场的量子性 第17章 量子力学基本原理 第18章 量子力学应用简介 普朗克能量子理论 爱因斯坦光量子理论 玻尔氢原子理论 激光原理 原子结构 固体能带理论 *超导 *液晶 德布罗意公式 不确定关系 物质波波函数

第十六章场的量子性 (早期的量子理论) 结构框图 黑体辐射的 普朗克能量 实验规律 子假设 光与物质的 爱因斯坦光激光“非线性 相互作用 子理论 原理光学简介 氢原子光谱 玻尔氢原 实验规律 子理论 学时:6

结构框图 黑体辐射的 实验规律 普朗克能量 子假设 光与物质的 相互作用 爱因斯坦光 子理论 激光 原理 *非线性 光学简介 氢原子光谱 实验规律 玻尔氢原 子理论 学时： 6 第十六章 场的量子性 •(早期的量子理论)

19世纪末20世纪初,物理学晴朗的天空 飘着几朵乌云 1.黑体辐射 2光电效应 3原子的稳定性 ●。●●●● 4.原子的线状光谱 物理学面临严重的危机

19 世纪末20世纪初，物理学晴朗的天空 飘着几朵乌云—— 1.黑体辐射 …... 物理学面临严重的危机! 3.原子的稳定性 2.光电效应 4. 原子的线状光谱

§161热辐射普朗克能量子假说 黑体辐射的实验规律 1.热辐射 切物体都以电磁波形式向外辐射能量,其功率和 波长取决于物体的温度,称为热辐射 固体在温度升高时颜色的变化 800K 1000K 1200K 1400K 不同的原子辐射谱线的颜 色(频率)成分不同: 锶(Sr)铷(Rb)铜(Cu)

§16.1 热辐射 普朗克能量子假说 一、黑体辐射的实验规律 1.热辐射 一切物体都以电磁波形式向外辐射能量，其功率和 波长取决于物体的温度，称为热辐射 固体在温度升高时颜色的变化 800K 1000K 1200K 1400K 不同的原子辐射谱线的颜 色（频率）成分不同： 锶(Sr) 铷(Rb) 铜(Cu)

物体发射能量的同时,又吸收周围其它物体的辐射能 当发射=吸收时,其温度不变 平衡热辐射 (动态平衡) 19世纪钢铁工业的发展对测量热辐射问题提出 要求,科学研究往往采用理翘化的方法求得 2.绝对黑体 理想模型:( black-body) 能全部吸收(不反射) 切外来的电磁辐射的 物体 绝热不 模型:空腔小孔 透明

2. 绝对黑体 模型：空腔小孔 物体发射能量的同时，又吸收周围其它物体的辐射能。 当发射 = 吸收时，其温度不变 —— 平衡热辐射 （动态平衡） 绝热不 透明 19世纪钢铁工业的发展对测量热辐射问题提出 要求，科学研究往往采用理想化的方法求得。 能全部吸收（不反射） 一切外来的电磁辐射的 物体 理想模型:（black-body)

黑体既是最好的吸收体,也是最好的辐射体。 黑体并非看不见,常温下很暗而高温下很亮。 举例:山洞、窗口等 3.绝对黑体的辐射定律 实验发现:物体的电磁辐射能力与吸收能力一致。 黑体<完全吸收体 理想发射体

黑体既是最好的吸收体，也是最好的辐射体。 黑体并非看不见，常温下很暗而高温下很亮。 举例：山洞、窗口等 3. 绝对黑体的辐射定律 实验发现：物体的电磁辐射能力与吸收能力一致。 黑体 完全吸收体 理想发射体

定义两个物理量: e0(,T)一单色辐射本领 单位时间内,从物体表面单位面积上发射的波长 λ→>+dλ范围的辐射能与波长隔d之比 de 0(,T) d E(T)一总辐射本领: 单位时间内从物体表面单位面积上发射的各种 波长的总辐射能 E(7)=|e0(7)d

e0 (,T) —单色辐射本领： 单位时间内，从物体表面单位面积上发射的波长  →  + d范围的辐射能与波长间隔d之 比   d d ( , ) 0 E e T = 定义两个物理量： E0 (T) —总辐射本领： 单位时间内从物体表面单位面积上发射的各种 波长的总辐射能 ( ) (, )d 0 E0 T e0 T   =

测定黑体单色辐射本领按波长分布的实验装置 热电偶 绝对黑体 平行光管三棱镜 实验曲线 (T,元) 700K 1500K 1300K 1100K Lm 012345

0 1 2 3 4 5 6 ( , ) e0 T  ( m) 实验曲线 T 绝对黑体 平行光管 三棱镜 测定黑体单色辐射本领按波长分布的实验装置