光的粒子性PPT课件
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人教版高中物理选修3-5课件：17-2光的粒子性 (共70张PPT)
光电子多
，因而饱和电流大，所以饱和电流与光强成 正 比．
三、康普顿效应和光子的动量 1．光的散射 光在介质中与物体微粒的相互作用，使光的传播方向
发生改变 的现象．
2．康普顿效应 在光的散射中，除了与入射波长相同的成分外，还有波 长 更长 的成分．
3．康普顿效应的意义 康普顿效应表明光子除了具有能量之外，还具有动量， 深入揭示了光的 粒子 性的一面． 4．光子的动量 根据爱因斯坦狭义相对论中的质能方程 E＝mc2 和光子 说 ε＝hν，每个光子的质量是 hν 光子的动量是 p＝ c 或
3．光子的能量与入射光的强度：光子的能量即每个光子的 能量，其值为E＝hν(ν为光子的频率)，其大小由光的频率决 定．入射光的强度指单位时间内照射到金属表面单位面积上的 总能量，入射光的强度等于单位时间内光子能量与入射光子数 的乘积．
4．光电流和饱和光电流：金属板飞出的光电子到达阳极， 回路中便产生光电流，随着所加正向电压的增大，光电流趋于 一个饱和值，这个饱和值是饱和光电流，在一定的光照条件 下，饱和光电流与所加电压大小无关． 5．光的强度与饱和光电流：饱和光电流与入射光强度成正 比的规律是对频率相同的光照射金属产生光电效应而言的，对 于不同频率的光，由于每个光子的能量不同，饱和光电流与入 射光强度之间没有简单的正比关系．
要 点 导 学
要点一 正确理解光电效应中的五组概念
1.光子与光电子：光子指光在空间传播时的每一份能量，光 子不带电，光电子是金属表面受到光照射时发射出来的电子， 其本质是电子，光子是光电效应的因，光电子是果．
2．光电子的动能与光电子的最大初动能：光照射到金属表 面时，光子的能量全部被电子吸收，电子吸收了光子的能量， 可能向各个方向运动，需克服原子核和其他原子的阻碍而损失 一部分能量，剩余部分为光电子的初动能；只有金属表面的电 子直接向外飞出时，只需克服原子核的引力做功，才具有最大 初动能．光电子的初动能小于或等于光电子的最大初动能．
医用物理学PPT第十三章 光的粒子性课件
(2) 当散射角 确定时，与散射物质的性质无关。
(3) 康普顿散射的强度与散射物质有关。 原子序
数Z增大, 0 的相对强度增大，相对强度减小。
经典理论的困难
经典电磁理论预言，散射辐射具有和入射辐射 一样的频率 . 经典理论无法解释波长变化 .
24
25
光子理论的解释
1、若光子和与原子核结合不强的电子相碰撞，光子有一部分 能量传给电子, 光子的能量减少，因此波长变长，频率变低。 2、若光子和结合强固的电子相碰撞时，碰撞前后光子能量几 乎不变，故波长有不变的成分。 3、因为碰撞中交换的能量和碰撞的角度有关，所以波长改变 和散射角有关。 4、对原子序数较大的散射物质，原子中的电子与原子核束缚
但不同物体的辐射出射度是不同 的，即每个物体单位时间、单位 面积辐射的能量是不同的。因此 要维持平衡热辐射，只有辐射能 量较多的物体吸收能量也多，反 之亦然。
7
在同样的温度下，各种不同的物体对相同波长的单色
辐出度与单色吸收率之比值都相等，且等于在该温度下 黑体对同一波长的单色辐出度。
M1 (T ) a1 (T )
1）瑞利--金斯公式（Rayleigh-jean’s formula）
1900年瑞利--金斯利用经典电动力学和统计力学
得到一个公式：
c为光速
M
(T
)
2ck 4
T
k=1.38065810-23J/K 玻尔兹曼常数
M (T )
热辐射 实验
此公式在短波区域明显与
实验不符，而理论上却找 不出错误--“紫外线灾 难” ,像乌云遮住了物理 学睛朗的天空。
例2 太阳的单色辐出度的峰值波长 m 465nm ，
试由此估算太阳表面的温度.
(3) 康普顿散射的强度与散射物质有关。 原子序
数Z增大, 0 的相对强度增大，相对强度减小。
经典理论的困难
经典电磁理论预言，散射辐射具有和入射辐射 一样的频率 . 经典理论无法解释波长变化 .
24
25
光子理论的解释
1、若光子和与原子核结合不强的电子相碰撞，光子有一部分 能量传给电子, 光子的能量减少，因此波长变长，频率变低。 2、若光子和结合强固的电子相碰撞时，碰撞前后光子能量几 乎不变，故波长有不变的成分。 3、因为碰撞中交换的能量和碰撞的角度有关，所以波长改变 和散射角有关。 4、对原子序数较大的散射物质，原子中的电子与原子核束缚
但不同物体的辐射出射度是不同 的，即每个物体单位时间、单位 面积辐射的能量是不同的。因此 要维持平衡热辐射，只有辐射能 量较多的物体吸收能量也多，反 之亦然。
7
在同样的温度下，各种不同的物体对相同波长的单色
辐出度与单色吸收率之比值都相等，且等于在该温度下 黑体对同一波长的单色辐出度。
M1 (T ) a1 (T )
1）瑞利--金斯公式（Rayleigh-jean’s formula）
1900年瑞利--金斯利用经典电动力学和统计力学
得到一个公式：
c为光速
M
(T
)
2ck 4
T
k=1.38065810-23J/K 玻尔兹曼常数
M (T )
热辐射 实验
此公式在短波区域明显与
实验不符，而理论上却找 不出错误--“紫外线灾 难” ,像乌云遮住了物理 学睛朗的天空。
例2 太阳的单色辐出度的峰值波长 m 465nm ，
试由此估算太阳表面的温度.
人教版高中物理选修3-5课件 17 光的粒子性课件
人民教育出版社 高二 |选修3-5
人民教育出版社 高二 |选修3-5
三.光电效应解释中的疑难
看课本思考两个问题： 1.什么是逸出功？ 2.经典电磁理论在哪些方便与实验结论矛盾 ？
使电子脱离某种金属所做功的最小值，叫做
这种金属的逸出功。
三.光电效应解释中的疑难
人民教育出版社 高二 |选修3-5
以上三个结论都与实验结果相矛盾的，所 以无法用经典的波动理论来解释光电效应。
遏I
止 电 压
U
I
黄光（ 强） 蓝光
黄光（ 弱）
人民教育出版社 高二 |选修3-5
二.光电效应的实验规律
实验表明： 当入射光的频率减小到某一数值γc时，没 有光电子发出。
实验结论3：存在截止频率，当入射光的 频率低于截止频率时不能发生光电效应 。
二.光电效应的实验规律
实验表明： 产生光电流的时间不超过10－9s。 即光电效应发生几乎是瞬时的 实验结论4：光电效应具有瞬时性
实验表明：
U1
对于一定颜色（频率） 的光，无论光的强弱如 何，遏止电压都是一样 的。且光的频率v改变 时，遏止电压也会改变 。
遏I
止 电 压
I
黄光（ 强） 蓝光
黄光（ 弱）
U1 U2
二.光电效应的实验规律
人民教育出版社 高二 |选修3-5
实验结论2：
存在遏制电压 ，且跟 光的频率有关 ，与光 强无关 ，进而说明逸 出光电子的最大初动 能与光频率有关，与 光强无关
保持光频率不变，增大 光强，饱和电流增大
人民教育出版社 高二 |选修3-5
I
黄光（强）
Is
黄光（弱）
O
UAK
二.光电效应的实验规律
光的粒子性课件
③光电效应具有 瞬时性 ．光电效应几乎是瞬时的，无 论入射光怎么微弱，时间都不超过 10－9 s.
(4)逸出功 使电子 脱离 某种金属所做功的 最小值 ，叫做这种金 属的逸出功，用 W0 表示，不同金属的逸出功 不同 ．
2．思考判断 (1)任 何频率的光照射 到金属表面都可 以发生光电效 应．(×) (2) 金 属 表 面 是 否 发 生 光 电 效 应 与 入 射 光 的 强 弱 有 关．(×) (3)入射光照射到金属表面上时，光电子几乎是瞬时发射 的．(√)
光的粒子性
光电效应
1.基本知识 (1)定义 照射到金属表面的光，能使金属中的电子 从表面逸出 的现象． (2)光电子 光电效应中发射出来的 电子 ．
(3)光电效应的实验规律 ①存在着 饱和 电流．入射光强度一定，单位时间内阴极 K 发射的光电子数 一定 ．入射光越强，饱和电流 越大．表 明入射光越强，单位时间内发射的光电子数 越多 ．即入射 光越强，单位时间内发射的光电子数 越多 ． ②存在着 遏止 电压和截止频率．遏止电压的存在意味 着光电子具有一定的 初速度 ．对于一定颜色(频率)的光， 无论光的 强弱 如何，遏止电压都是 一样 的，即光电子的 能量只与入射光的 频率 有关．当入射光的频率 低于 截止 频率时，不论光多么强，光电效应都不会发生．
3．光子的能量与入射光的强度 光子的能量即每个光子的能量，其值为 E＝hν(ν 为光子 的频率)，其大小由光的频率决定．入射光的强度指单位时间 内照射到金属表面单位面积上的总能量；入射光的强度等于 单位时间内光子能量与入射光子数的乘积． 4．光电流和饱和光电流 金属板飞出的光电子到达阳极，回路中便产生光电流， 随着所加正向电压的增大，光电流趋于一个饱和值，这个饱 和值是饱和光电流，在一定的光照条件下，饱和光电流与所 加电压大小无关．
2017-2018学年人教版选修3-5 第17章 第一节 能量量子化 第二节 光的粒子性 课件(61张)
第十七章
波粒二象性
• 〔情 景 切 入〕 • 1990年，德国物理学家普朗克提出了一个大胆的假设：粒 子的能量只能是某一最小能量值的整数倍。这一假说不仅 解决了热辐射问题，同时也改变了人们对微观世界的认识。 • 光在爱因斯坦的眼里成了“粒子”，电子、质子等在德布 罗意看来具有了波动性…… • 光到底是什么？实物粒子真的具有波动性吗？让我们一起 进入这种神奇的微观世界，去揭开微观世界的奥秘吧。
• 〔知 识 导 航〕 • 本章内容涉及微观世界中的量子化现象。首先从黑体和黑 体辐射出发，提出了能量的量子化观点，进而通过实验研 究光电效应现象，用爱因斯坦的光子说对光电效应的实验 规律做出合理解释，明确了光具有波粒二象性，进而将波 粒二象性推广到运动的实物粒子，提出了德布罗意波的概 念，经分析和研究得出光波和德布罗意波都是概率波以及 不确定性关系的结论。 • 本章内容可分为三个单元：(第一～二节)主要介绍了能量 量子化和光的粒子性；第二单元(第三节)介绍了粒子的波 动性；第三单元(第四～五节)介绍了概率波和不确定性关 系。
氦氖激光器发射波长为 6328A的单色光，试计算这种光的一个光 子的能量为多少？若该激光器的发光功率为 18mW， 则每秒钟发射多少个光子？ 导学号 00514145
。
解题指导：求解本题的关键有两点：一是能根据已知条件求得每一个光子的 能量，另外必须明确激光器发射的能量由这些光子能量的总和组成。
• • • • • •
3．意义 可以非常合理地解释某些电磁波的辐射和吸收的实验现象。 4．量子化现象 在微观世界中物理量分立取值的现象称为量子化现象。 5．量子化假设的意义 普朗克的能量子假设，使人类对微观世界的本质有了全新 的认识，对现代物理学的发展产生了革命性的影响。普朗 克常量h是自然界中最基本的常量之一，它体现了微观世 界的基本特征。
波粒二象性
• 〔情 景 切 入〕 • 1990年，德国物理学家普朗克提出了一个大胆的假设：粒 子的能量只能是某一最小能量值的整数倍。这一假说不仅 解决了热辐射问题，同时也改变了人们对微观世界的认识。 • 光在爱因斯坦的眼里成了“粒子”，电子、质子等在德布 罗意看来具有了波动性…… • 光到底是什么？实物粒子真的具有波动性吗？让我们一起 进入这种神奇的微观世界，去揭开微观世界的奥秘吧。
• 〔知 识 导 航〕 • 本章内容涉及微观世界中的量子化现象。首先从黑体和黑 体辐射出发，提出了能量的量子化观点，进而通过实验研 究光电效应现象，用爱因斯坦的光子说对光电效应的实验 规律做出合理解释，明确了光具有波粒二象性，进而将波 粒二象性推广到运动的实物粒子，提出了德布罗意波的概 念，经分析和研究得出光波和德布罗意波都是概率波以及 不确定性关系的结论。 • 本章内容可分为三个单元：(第一～二节)主要介绍了能量 量子化和光的粒子性；第二单元(第三节)介绍了粒子的波 动性；第三单元(第四～五节)介绍了概率波和不确定性关 系。
氦氖激光器发射波长为 6328A的单色光，试计算这种光的一个光 子的能量为多少？若该激光器的发光功率为 18mW， 则每秒钟发射多少个光子？ 导学号 00514145
。
解题指导：求解本题的关键有两点：一是能根据已知条件求得每一个光子的 能量，另外必须明确激光器发射的能量由这些光子能量的总和组成。
• • • • • •
3．意义 可以非常合理地解释某些电磁波的辐射和吸收的实验现象。 4．量子化现象 在微观世界中物理量分立取值的现象称为量子化现象。 5．量子化假设的意义 普朗克的能量子假设，使人类对微观世界的本质有了全新 的认识，对现代物理学的发展产生了革命性的影响。普朗 克常量h是自然界中最基本的常量之一，它体现了微观世 界的基本特征。
高中人教版物理选修3-5课件：17.2 光的粒子性1
这表明对一定颜色的光，入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多
二 光电效应的实验规律
2 存在着遏止电压和截止频率 （1）实验表明:对于一定颜色(频率)的光, 无论光的强弱如何,遏止电压是一样的. 光的频率v改变是，遏止电压也会改变 这表明光电子的能量只与入射光的频率有有关，而与入射光的强弱无关
2
光的粒子性
电子
在金属表面处的电子，受到四周正离子 的引力合力向指向金属内部，电子要出 正离子 来须克服这些引力（也是阻力）做功， 需要一定的能量（动能） 思考3 ： 在距金属表面深度不同的电子，在离开金属的过程中，要克服 阻力做的功相同吗？ 不同。 越靠近金属表面的电子，克服阻力所要做的功越少 我们把电子在离开金属的过程中，克服阻力做功的最小值叫做这种金 属的逸出功。（实际也是最表面的电子出来时所要做的功）
2 用什么实验装置来研究光电效应？ 光电管、电源、变阻器，电压表、电流表 3 你发现光电效应有哪些规律？
2
二 光电效应的实验规律 1 存在着饱和电流
光的粒子性
（1）即在入射光照强度不变的情况下，随着所加正向电压的增大，当电压增大 到某一值时，光电流不再增大，趋向于一个饱和值
这说明，在入射光照强度不变的情况下，单位时间内阴极K发射的光电子数目是 一定的 （2） 实验表明：在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和光电流越大
思考4：随着AK间电压的不断增大 ， 光电流会一直增大下去吗？ 不会的。当电压增大到一定的程度，所有 的电子将全部被拉过去，此时K板每秒发 出多少电子，A板每秒就接收多少电子， 即单位时间内通过导线截面的电荷量是一定值，电流为一定值，这个电 流，叫做饱和电流 石英窗囗
A
K
电场 E V
A
对光电效应的研究
光电子技术课件ppt2[1]
![光电子技术课件ppt2[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/2af4091da9956bec0975f46527d3240c8447a13d.png)
22
θ1
B
半波带 a 半波带
2
21′′
1 2 1′
2′
半波带 半波带
A λ/2
两个“半波带”上发的光在P处干涉相消
形成暗纹。 • 当a sin 时3，可将缝分成三个“半波带”
2
Bθ
a
P处近似为明纹中心
A
2024/10/13
λ/2
光电子技术与应用
23
• 当 a sin 2 时,可将缝分成四个“半波
I I1 I2 2 I1I2 cos ,
若 I1 = I2 = I0 ,
则
I
4I0
cos 2
2
( d sin 2 )
I
4I0
光强曲线
2024/10/13
-4 -2 0 2 4
-2 -1 0 1 2 k
x -2 x -1 0
x1
x2
x
-2 /d - /d 0 /d 2 /d sin
光电子技术与应用
E0 sin 2
2
E0 △Φ
令 a sin
2
有
Ep
E0
sin
又
I
E
2 p
，I0 E02
P点的光强
I
I0
sin
2
2024/10/13
光电子技术与应用
27
由 得
I
I0
sin
2
可
(1) 主极大（中央明纹中心）位置：
0处， 0 sin 1 (2) 极小（暗纹）位置：
f
a
a
——衍射反比定律
2024/10/13
光电子技术与应用
sin I
光的粒子性 课件(讲课适用)
电流刚减小到0时对应的UKA叫做
遏止电压Uc。
—
1 2
me
vc2
eUc
V
K
+
A
学校课堂
11
实验测得的光电效应曲线
I 实验表明，在光的颜色不变的情况下，
入射光越强，饱和电流越大。这表明
对于一定颜色的光，入射光越强， 单位时间内的光电子数越多
黄光（ 强）
饱和电流Is
蓝光
遏
止
电
黄光（ 弱）
压
Uc1 Uc2
4 逸出功的大小与入射光无关 （ √ ）
5 光电子的最大初动能与入射光的频率成正比 （ × ）
学校课堂
24
练2、一束黄光照射某金属表面时，不能产生 光电效应，则下列措施中可能使该金属产生
光电效应的是( D )
A、延长光照时间
B、增大光束的强度
C、换用红光照射
D、换用紫光照射
学校课堂
25
练3、关于光电效应下述说法中正确的是( D ) A、光电子的最大初动能随着入射光的强度增
疑难3：如果光很弱，电子需要很长时间（几分钟到 十几分钟）才能获得逸出表面需要的能量。
实验结果：时间小于10-9学s校课堂
14
四 爱因斯坦的光电效应方程
教材32页
思考：爱因斯坦提出了什么观点
学校课堂
15
教材33页
学校课堂
16
教材33页
学校课堂
17
教材33页
学校课堂
18
教材34页
1 2
mevc2
第十七章 波粒二象性
17.2 光的粒子性
学校课堂
1
教材30页
学校课堂
高中物理第十七章波粒二象性17.2光的粒子性课件新人教版选修350829381
光的大,故选项 C 正确,选项 D 错误。
答案：C
第十九页，共20页。
类型
(lèixíng)一
类型
(lèixíng)
二
题后反思由爱因斯坦光电效应(ɡuānɡ diàn xiào yìng)方程可知:光电子的
最大初动能由入射光的频率和金属材料的逸出功决定;入射光越强,饱和
光电流越大。
第二十页，共20页。
2
光的粒子(lìzǐ)性
第一页，共20页。
1.了解光电效应(ɡuānɡ diàn xiào yìng)及其实验规律。
2.知道爱因斯坦光电效应(ɡuānɡ diàn xiào yìng)方程及其意义。
3.了解康普顿效应及其意义。
第二页，共20页。
一
二
三
四
一、光电效应的实验规律
1.光电效应:照射到金属表面的光,能使金属中的电子从表面逸出,这种现象
值;斜率为普朗克常量。
第十四页，共20页。
类型(lèixíng)
一
类型
(lèixíng)二
对光电效应规律(guīlǜ)的理解
【例题1】 入射光照射到某金属表面上发生光电效应,若入射光的强度减
弱,而频率保持不变,那么(
)
A.从光照射金属表面到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加
B.逸出的光电子的最大初动能将减小
一
类型
(lèixíng)二
爱因斯坦光电效应方程(fāngchéng)的应用
【例题2】
研究光电效应的电路如图所示。用频率相同、强度不同的光分别照射密封真
空管的钠极板(阴极K),钠极板发射出的光电子被阳极A吸收,在电路中形
成光电流。下列光电流I与A、K之间的电压UAK的关系图象正确的是
答案：C
第十九页，共20页。
类型
(lèixíng)一
类型
(lèixíng)
二
题后反思由爱因斯坦光电效应(ɡuānɡ diàn xiào yìng)方程可知:光电子的
最大初动能由入射光的频率和金属材料的逸出功决定;入射光越强,饱和
光电流越大。
第二十页，共20页。
2
光的粒子(lìzǐ)性
第一页，共20页。
1.了解光电效应(ɡuānɡ diàn xiào yìng)及其实验规律。
2.知道爱因斯坦光电效应(ɡuānɡ diàn xiào yìng)方程及其意义。
3.了解康普顿效应及其意义。
第二页，共20页。
一
二
三
四
一、光电效应的实验规律
1.光电效应:照射到金属表面的光,能使金属中的电子从表面逸出,这种现象
值;斜率为普朗克常量。
第十四页，共20页。
类型(lèixíng)
一
类型
(lèixíng)二
对光电效应规律(guīlǜ)的理解
【例题1】 入射光照射到某金属表面上发生光电效应,若入射光的强度减
弱,而频率保持不变,那么(
)
A.从光照射金属表面到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加
B.逸出的光电子的最大初动能将减小
一
类型
(lèixíng)二
爱因斯坦光电效应方程(fāngchéng)的应用
【例题2】
研究光电效应的电路如图所示。用频率相同、强度不同的光分别照射密封真
空管的钠极板(阴极K),钠极板发射出的光电子被阳极A吸收,在电路中形
成光电流。下列光电流I与A、K之间的电压UAK的关系图象正确的是
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--
17
e0(,T)
实验值
紫 外 灾
难
维恩
瑞利--金斯
o 1 2 3 4 5 6 7 8 9 λ(μm)
--
18
四 普朗克量子假说 普朗克公式
1900年,德国理论物理学家普朗克找到一个经验公式
普朗克公式:
M o(T)2c2h5eh/1 kT 1
与实验相 当符合!
为了从理论上得出这个公式,普朗克大胆放弃了黑体中的原
波能量
辐出度M（T）指在温度为T时单位时间从物体表面单 位面积辐射出的各种波长的总能量.
M(,T)dM(T) d
M(T) dM (T) M(,T)d
0
(,T) 单色吸收 (比 ,T) 单色反射
基尔霍夫定律－在热平衡条件下，任何物体的单色
辐出度M（λ，T）与吸收比α（λ，T）的比值，是
一个与物体性质无关而只与物体的温度和辐射波长
辐射－物体以电磁波形式向外发射能量
物体在任何温度下都向外辐射电磁波
热辐射－由物体温度决定的电磁辐射
温度发射的能量电磁波的短波成分
平衡热辐射 相等
发射电磁辐射能量
吸收电磁辐射能量
物体具有稳定温度
辐出度 单色辐出度
--
4
单色辐出度M（λ，T）是指单位时间内从物体的单位
面积上所辐射出的波长在附近单位波长间隔的电磁
2.基尔霍夫定律:
平衡热辐射:
M (T ) (T )
Mo(T)
3.黑体辐射的实验规律: (1)斯特藩 — 玻耳兹曼定律:
1879年,斯特藩从实验观察到: 1884年,玻耳兹曼用热力学理论推出：
M(T)=T 4
(2)维思位移定律:
m
b T
o m
应用：“规律”是测高温、遥感和红-- 外追踪等的物理基础。 2
0
1
2
3 4 --
5
6 (μm7)
绝对黑体的单色辐出度与波长、温度的关系 MB(,T)
λ
0
1
2
3 4 --
5
6 (μm8)
绝对黑体的单色辐出度与波长、温度的关系 MB(,T)
λ
0
1
2
3 4 --
5
6 (μm9)
绝对黑体的单色辐出度与波长、温度的关系 MB(,T)
λ
0
1
2
3 4 --
5
6 (μm10)
有关的普适函数
--
5
绝对黑体－如果一个物体能全部吸收入射在它上面的 辐射而无反射（吸收比为1），这种物体黑体。
模型: (1)白天看远处的窗户— 接近黑体； (2)空腔(不透明, 开小孔—能完全吸收 各种波长的入射电磁波)。
绝对黑体模型 --
6
绝对黑体的单色辐出度与波长、温度的关系 MB(,T)
λ
方向移动。
--
11
利用红外线检测人体的健康状态，本图片是
人体的背部热图，透过图片可以根据不同颜色
判断病变区域．
--
12
--
13
二 普朗克能量子假说
1 经典物理学遇到的困难
问题：如何从理论上找到符合实验的函数式 MB(,T) ？
瑞利(Rayleigh)--金斯(Jeans)经验公式
MB(,T)2c4kT
维恩(Wien)经验公式
M B(,T)c15ec2T
--
14
e0(,T)
实验值
o 1 2 3 4 5 6 7 8 9 λ(μm)
--
15
e0(,T)
实验值
维恩
o 1 2 3 4 5 6 7 8 9 λ(μm)
--
16
e0(,T)
实验值
紫 外 灾
难
瑞利--金斯
o 1 2 3 4 5 6 7 8 9 λ(μm)
--
22
e0(,T)
实验值
普朗克
o 1 2 3 4 5 6 7 8 9 λ(μm)
斯特藩（Stefan)——玻尔兹曼定律 由实验得到斯特藩—玻尔兹曼定律
MB(T)T4
5 .6 1 7 8 W 0 m 2 K 4 斯特藩常数
黑体的单色辐出度与温度的四次方成正比
维恩（Wien)位移定律
mTb
b2 .8 9 1 3 0 m K 维恩常数
当绝对黑体的温度升高时，单色辐出度最大值向短波
对于频率为γ的谐振子最小能量为 h
h 称为普朗克常数，正整数 n 称为量子数。
h 6 .6 3 1 3 0 -- J 4s
21
在能量子假说基础上，普朗克得到了黑体辐射公式：
MB(,T)2c25
1
hc
ek T1
c ——光速
k ——玻尔兹曼常数 h ——普朗克常数
这一公式称为普朗克公式,它和实验符合得很好。
第十一章
光的粒子性
第一节 热辐射 第二节 光电效应 第三节 康普顿效应 第四节 光的波粒二象性
--
1
(3)单色吸收比 (T) 单色反射比 (T)
(4)黑体 —在任何温度下,能完全吸收各 种波长电磁波而无反射的物体。
(T) 1，
(T)0
模型: (1)白天看远处的窗户— 接近黑体；
(2)空腔(不透明, 开小孔—能完全吸收 各种波长的入射电磁波)。
正是这一理论导致了量子力学的诞生,普朗克成为量子力学 的开山鼻祖, 因此,获得1918年诺贝尔奖。
--
20
2 普朗克量子假说
能量子假说：辐射物质中带电谐振子的能量不是连 续变化，频率为γ的振子的能量只能取一些分立值 ，因此物体发射和吸收的辐射能只能是hγ（称为 能量子）的整数的整数倍，即：
,2,3,,n （nቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ正整数）
物体只能以 h 为能量单位-- 发射或吸收电磁波。
19
普朗克这一思想完全背离经典物理,受到当时许多人的怀疑 和反对,包括当时的物理学泰斗---洛仑兹。乃至当时普朗克自
已也想以某种方式来消除 nh,它写道：
“我试图将h纳入经典理论的范围, 但一切这样的尝试都 失败了,这个量非常顽固”.
后来他又说: “在好几年内我花费了很大的劳动, 徒劳地去 尝试如何将作用量子引入到经典理论中去。我的一些同事把 这看成是悲剧。但我有自已的看法, 因为我从这种深入剖析 中获得了极大的好处, 起初我只是倾向于认为, 而现在是确切 地知道作用量子将在物理中发挥出巨大作用”。
§13.1 黑体辐射 1. 热辐射现象
固体或液体，在任何温度下都在发射各种波长 的电磁波，这种由于物体中的分子、原子受到激发 而发射电磁波的现象称为热辐射。所辐射电磁波的 特征仅与温度有关。
固体在温度升高时颜色的变化
800K
1000K
1200K
1400K
11-1 黑体辐射 普朗克能量子假说
一、黑体辐射
子和分子吸收或辐射电磁波的能量可以任意的概念,提出能
量的吸收与辐射只能按不连续的一份一份能量进行。
普朗克量子假设：
1. 黑体由带电谐振子组成; 2.谐振子的能量只能取分立值：
能量子: h
h6.6 3 13 0J 4s
谐振子的能量只能是能量子的整数倍:
En nh n1、 2、 3 量子数, 为谐振子频率