量子論和量子力學(xué)基礎(chǔ)PPT通用課件

1、量子論和量子力學(xué)基礎(chǔ)任何固體或液體在任何溫度下都向外輻射電磁波，輻射的能量稱為輻射能。1400K物體輻射總能量及能量按波長(zhǎng)分布都決定于溫度的輻射稱為熱輻射。800K1000K1200K固體在溫度升高時(shí)顏色的變化18-1 熱輻射 普朗克的量子假設(shè)一、熱輻射輻射能與輻射體的溫度和波長(zhǎng)有關(guān)。二、基爾霍夫輻射定律引入描述輻射的相關(guān)物理量1、單色輻出度單位時(shí)間內(nèi)從物體表面單位面積上發(fā)出的波長(zhǎng)在 附近單位波長(zhǎng)間隔內(nèi)的輻射能。波長(zhǎng)在內(nèi)的輻射能描述物體在不同溫度下輻射能按波長(zhǎng)分布的情況。與輻射體溫度及輻射波長(zhǎng)有關(guān)單位：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)從物體表面單位面積上發(fā)出的各種波長(zhǎng)的總輻射能。（單位面積輻射功率） 2、輻出度3、

2、單色吸收比和單色反射比 吸收比吸收能量入射總能量=反射比反射能量入射總能量=單色吸收比：物體的吸收比、 反射比與溫度和波長(zhǎng)有關(guān)單色反射比：d+范圍內(nèi)的吸收比d+范圍內(nèi)的反射比4、絕對(duì)黑體在任何溫度下，對(duì)任何波長(zhǎng)的輻射能的吸收比都等于1的物體。絕對(duì)黑體：絕對(duì)黑體模型5、基爾霍夫輻射定律1860基爾霍夫（ 年）發(fā)現(xiàn)，所有物體（包括絕對(duì)黑體）在同樣溫度下，單色輻出度與單色吸收比的比值都相等，為一常量。它等于該溫度下絕對(duì)黑體的單色輻出度。aM11lalMTT()(,)=B恒量=22llTT()(,)aMllTT()(,)B=.對(duì)于黑體所以BlT(,)a=1aMllTT()(,)=MlT()B基爾霍夫輻

3、射定律表明：（1）各物體單色輻出度和吸收比之比為一常量，吸收本領(lǐng)大的物體也是輻射本領(lǐng)大的物體。基爾霍夫輻射定律：任何物體的單色輻出度和單色吸收比之比，等于同一溫度絕對(duì)黑體的單色輻出度。（2）絕對(duì)黑體是完全的吸收體，因而是理 想的輻射體。aMllTT()(,)=MlT()B（3）任何物體的熱輻射性質(zhì)都與絕對(duì)黑體的單色輻出度有關(guān)。三、 黑體的輻射定律熱電偶平行光管絕對(duì)黑體實(shí)驗(yàn)裝置T三棱鏡 用實(shí)驗(yàn)研究黑體在不同溫度下單色輻出度按波長(zhǎng)分布 1、黑體輻射實(shí)驗(yàn)和黑體輻射實(shí)驗(yàn)定律黑體的單色輻出度按波長(zhǎng)分布的實(shí)驗(yàn)曲線0 1 2 3 4 5 6(m)1700K1500K1300K1100K（1）每一條曲線表示在

4、一個(gè)溫度下黑體的 單色輻出度隨波長(zhǎng)變化的情況。（2）曲線下的面積等 于黑體在該溫度下的 輻射出射度0 1 2 3 4 5 6(m)1700K1500K1300K1100K黑體輻射實(shí)驗(yàn)定律（1） 斯忒藩（Stefan)玻爾茲曼定律（2）維恩（Wien)位移定律黑體的輻出度與熱力學(xué)溫度的四次方成正比當(dāng)黑體的溫度升高時(shí)，單色輻出度最大值向短波方向移動(dòng)。例子：低溫火爐輻射能集中在紅光。 高溫物體輻射能集中在藍(lán)、綠色。應(yīng)用：光測(cè)高溫計(jì)，測(cè)量發(fā)電廠爐內(nèi)溫度。（2）維恩（Wien)位移定律（1） 斯忒藩（Stefan)玻爾茲曼定律例 視太陽(yáng)為半徑 的黑體，在地球表面接收到太陽(yáng)輻射的能流密度為 ，地球與太陽(yáng)的

5、距離為 。 求太陽(yáng)表面的溫度。解 太陽(yáng)每秒鐘輻射的能量： 太陽(yáng)輻出度：BCTMCeTllll(,)=-253)BMfTll=(,?瑞利-金斯公式維恩公式Bh ck TMhceTlllpl(,)=-2521問(wèn)題：如何從理論上找到符合實(shí)驗(yàn)的函數(shù)式2、黑體輻射實(shí)驗(yàn)定律的經(jīng)典理論o(m)1 2 3 5 6 8 947MB維恩實(shí)驗(yàn)值瑞利-金斯紫外災(zāi)難問(wèn)題：如何從理論上尋找符合實(shí)驗(yàn)曲線的函 數(shù)式 普朗克量子假說(shuō) （1）輻射物質(zhì)中具有帶電的線性諧振子，它和周圍電磁場(chǎng)交換能量。3、 普朗克的量子假說(shuō) 普郎克公式)BMfTll=(,? （2）這些諧振子只能處于某些特殊的分立狀態(tài)，在這些狀態(tài)中相應(yīng)的能量值是不連續(xù)的，它們只能為某一最小能量（稱為能量子）的整數(shù)倍，即： en=hh 稱為普朗克常數(shù)（4）振子在輻射或吸收能量時(shí)，從一個(gè)狀 態(tài)躍遷到另一個(gè)狀態(tài)。 （3）頻率為的諧振子（