量子力學(xué)產(chǎn)生的背景.ppt

1、量 子 力 學(xué)基 礎(chǔ),16 -1 量子物理學(xué)的誕生 -普朗克能量子假說(shuō),16 -2 光電效應(yīng) 愛(ài)因斯坦光子假說(shuō),16 -3 康普頓效應(yīng)及光子理論的解釋,16 4 氫原子光譜 玻爾的氫原子理論,16 - 5 微觀粒子的波粒二象性 不確定關(guān)系,16-6 波函數(shù) 一維定態(tài)薛定諤方程,16-7 電子自旋 四個(gè)量子數(shù),16-8 原子的電子殼層結(jié)構(gòu),第十六章 量子力學(xué)基礎(chǔ),提高照明效率 研究高溫測(cè)量 測(cè)星體表面溫度 電磁波譜的研究,一. 熱輻射理論發(fā)展的背景, 科技發(fā)展的需要：,16-1 量子物理學(xué)的誕生 普朗克能量子假說(shuō),Max von Laue,“熱力學(xué)和光學(xué)已發(fā)展到 這樣的程度，,以至于它們,倆的結(jié)

2、合，能夠產(chǎn)生一個(gè),學(xué)的最大革命。”,嬰兒，它注定會(huì)引起物理, 理論上出現(xiàn)了矛盾：,“紫外災(zāi)難”,馬克思馮勞厄（Max von Laue，1879年10月9日1960年4月24日），德國(guó)物理學(xué)家,二. 熱輻射的基本概念,溫度不同時(shí),輻射的波長(zhǎng)（或頻率）也不同，,這種與溫度有關(guān)的電磁輻射，稱(chēng)為熱輻射。,也就是輻射電磁波。,物體受熱就會(huì)發(fā)光，, 熱輻射（heat radiation）：,激光 、 日光燈發(fā)光就不是熱輻射。,并不是所有發(fā)光現(xiàn)象都是熱輻射，,例如：,物體中帶電粒子（主要是電子）的熱運(yùn)動(dòng) 粒子加速運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生電磁輻射,物體溫度升高時(shí)溫度的變化,輻射的總功率增大； 強(qiáng)度在光譜中的分布由長(zhǎng)波向短波

3、轉(zhuǎn)移。,但是強(qiáng)度不同。,熱輻射強(qiáng)度按波長(zhǎng)(頻率)的分布和溫度有關(guān)，,高溫物體發(fā)出的是紫外光。,熾熱物體發(fā)出的是可見(jiàn)光，,低溫物體發(fā)出的是紅外光，,溫度 短波長(zhǎng)的電磁波的比例 。,任何物體（氣、液、固）在任何溫度下，,都會(huì)有熱輻射。,熱輻射波譜是連續(xù)譜，,各種波長(zhǎng)(頻率)都有，,紅外照相機(jī)拍攝的人的頭部的熱圖,熱的地方顯白色，冷的地方顯黑色,煉鋼的熱輻射,紅外夜視儀拍的照片,這種溫度不變的熱輻射稱(chēng)之為平衡熱輻射。, 平衡熱輻射,則物體的溫度恒定。,加熱一物體，,若物體所吸收的能量等于在,同一時(shí)間內(nèi)輻射的能量，, 光譜輻出度（單色輻出度）M,（單位時(shí)間內(nèi)）,M 單位時(shí)間內(nèi)，從物體單位表面發(fā)出的頻,率在 附近單位頻率間隔內(nèi)的電磁波的能量。,M 取決于T，物 質(zhì)種類(lèi)和表面情況,單色輻出度,物體在單位時(shí)間、單位表面積、 單位波長(zhǎng)間隔中的能量。,輻出度,單位時(shí)間、單位表面積、 上所輻射出的各種波長(zhǎng) 電磁波的能量。,實(shí)驗(yàn)表明在相同的溫度下，物體不同，顏色不同的表面，總輻出度是不同的，輻射本領(lǐng)大的物體，吸收本領(lǐng)也大。,（總）輻出度（總發(fā)射本領(lǐng)）M(T),單位：w/m2, 單色吸收比（率） (T),電磁波而無(wú)反射的物體，,維恩設(shè)計(jì)的黑體,三.黑體,1. 黑體（black body）：,太陽(yáng)光的 也小于 99%