15-1 黑体辐射 普朗克能量子假设

第十五章量子物理15-1黑体辐射普朗克能量子假设物理学第五版1量子概念是1900年普朗克首先提出，距今已有100多年的历史.其间，经过爱因斯坦、玻尔、德布罗意、玻恩、海森伯、薛定谔、狄拉克等许多物理大师的创新努力，到20世纪30年代，就建立了一套完整的量子力学理论.第十五章量子物理15-1黑体辐射普朗克能量子假设物理学第五版2一黑体黑体辐射1热辐射的基本概念（1）单色辐射出射度单位时间内从物体单位表面积发出的频率在附近单位频率区间内的电磁波的能量.单位：)(TM3mW-单位：12HzmW--)(TM第十五章量子物理15-1黑体辐射普朗克能量子假设物理学第五版3（2）辐射出射度单位时间，单位面积上所辐射出的各种频率（或各种波长）的电磁波的能量总和.0d)()(TMTM0d)()(TMTM第十五章量子物理15-1黑体辐射普朗克能量子假设物理学第五版4024681012Hz10/1421210468))/((128HzmW10TM太阳))/((129HzmW10-TM钨丝K8005T可见光区太阳钨丝钨丝和太阳的单色辐出度曲线第十五章量子物理15-1黑体辐射普朗克能量子假设物理学第五版52黑体黑体是理想模型若物体在任何温度下，能吸收一切外来的电磁辐射，则称此物体为黑体.（绝对黑体）第十五章量子物理15-1黑体辐射普朗克能量子假设物理学第五版6第十五章量子物理15-1黑体辐射普朗克能量子假设物理学第五版70100020000.5)mW10/()(314TMnm/可见光区m黑体单色辐出度的实验曲线1.0二黑体辐射的实验规律6000K3000K第十五章量子物理15-1黑体辐射普朗克能量子假设物理学第五版81斯特藩-玻耳兹曼定律40d)()(TTMTM428KmW10670.5斯特藩-玻耳兹曼常数总辐出度式中0100020001.0)mW10/()(314TMnm/可见光区m0.56000K3000K第十五章量子物理15-1黑体辐射普朗克能量子假设物理学第五版92维恩位移定律bTmKm10898.23b常量峰值波长0100020001.0)mW10/()(314TMnm/可见光区m0.56000K3000K第十五章量子物理15-1黑体辐射普朗克能量子假设物理学第五版10nm8909nm29310898.231mTb解（1）由维恩位移定律例1（1）温度为的黑体，其单色辐出度的峰值所对应的波长是多少？(2)太阳的单色辐出度的峰值波长，试由此估算太阳表面的温度.（3）以上两辐出度之比为多少？C20nm483m第十五章量子物理15-1黑体辐射普朗克能量子假设物理学第五版115412121076.1)()()(TTTMTM（2）（3）由斯特藩-玻耳兹曼定律K0006K1048310898.293m2bT由维恩位移定律第十五章量子物理15-1黑体辐射普朗克能量子假设物理学第五版12三瑞利-金斯公式经典物理的困难)HzmW10/()(-1-29TM01236Hz10/1424瑞利-金斯公式紫外灾难实验曲线****************T=2000K第十五章量子物理15-1黑体辐射普朗克能量子假设物理学第五版13普朗克（1858—1947）德国理论物理学家，量子论的奠基人.1900年12月14日他在德国物理学会上，宣读了以《关于正常光谱中能量分布定律的理论》为题的论文，提出了能量的量子化假设.劳厄称这一天是“量子论的诞生日”.量子论和相对论构成了近代物理学的研究基础.第十五章量子物理15-1黑体辐射普朗克能量子假设物理学第五版14四普朗克假设普朗克黑体辐射公式1edπ2d)(/32kThνchTM1普朗克黑体辐射公式sJ1063.634h普朗克常数第十五章量子物理15-1黑体辐射普朗克能量子假设物理学第五版1501236Hz10/14)HzmW10/()(1-29TM瑞利-金斯公式24普朗克公式的理论曲线实验值****************实验值与普朗克公式理论曲线比较T=2000K第十五章量子物理15-1黑体辐射普朗克能量子假设物理学第五版16黑体中的分子、原子的振动可看作谐振子，这些谐振子的能量状态是分立的，相应的能量是某一最小能量的整数倍,即，2，3，…n,称为能量子，n为量子数.2普朗克量子假设)321(,,,nnhε普朗克量子假设是量子力学的里程碑.第十五章量子物理15-1黑体辐射普朗克能量子假设物理学第五版17（2）当量子数由增加到时，振幅的变化是多少？n1n例2设一音叉尖端质量为0.050kg，将其频率调到，振幅.求mm0.1AHz480（1）尖端振动的量子数；解（1）J227.0)π2(21212222AmAmE第十五章量子物理15-1黑体辐射普朗克能量子假设物理学第五版18nhE291013.7hEn基元能量J1018.331h（2）mnhmEA2222π2π2nhEnmhAAdπ2d22第十五章量子物理15-1黑体辐射普朗克能量子假设物理学第五版192AnnA1nm1001.734A在宏观范围内，能量量子化的效应是极不明显的，即宏观物体的能量完全可视作是连续的.第十五章量子物理物理学第五版20本章目录选择进入下一节：15-1黑体辐射普朗克能量子假设15-4氢原子的玻尔理论15-3康普顿效应15-2光电效应光的波粒二象性15-0教学基本要求*15-5弗兰克-赫兹实验