初期量子论

在一定温度下，从物体表面上所发射的在—+ d 的频段范围内的辐射能都是在单位时间内，从单位
面积上、单位频段间隔所辐射的能量，称为e(,T)。
2.基尔霍夫定律
en(,T) an(,T)
eB(,T)
绝热材料
T1
B 绝热材料 2
真空
3
( 1 ) 若 e .1 e 2 ， a 1 a 2 ;则 若 e 3 0 , 则 a 3 0
n=1,2,…。为相邻两态能量 差值，称为能量子
热辐射 绝对黑体 基尔霍夫定律 热辐射定律 热辐射理论
b.空腔中每一驻波的能量为n， n=1,2,…。亦为 相邻能态的能量间隔
c.每一驻波的平均能量 的取值与有关，即：
e kT1 h
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初期量子论
(3)普朗克公式 a.振动能量遵守玻尔兹曼分布
25.1 能量子概 念热辐射 绝对黑体
初大期 学量物子理论（3）电子教案 第二十五章初期量子论
第二十五章 初期量子论
25.1 能量子概念 25.2 光量子概念
习 25.3 原子的初期量子理论 题 课 25.4 佛兰克—赫兹实验
25.5 对玻尔原子理论的评价
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初期量子论
25.1 能量子概念
25.1 能量子概念
热辐射 绝对黑体 基尔霍夫定律
(2 )en . eB ,且 a n a B 1
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初期量子论
25.1 能量子概念
三.绝对黑体辐射定律
热辐射 绝对黑体
基尔霍夫定律
1.测定eB(,T)实验装置和实验曲线
2.绝对黑体辐射定律
热辐射定律 热辐射理论
(1).斯忒藩—波耳兹曼定律
E B (T )0 eB (,T )dT 4
式 5 中 . 1 - 6 w 8 0 m 7 2 k 4
1]
h
eh /kT 1
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初期量子论
25.1 能量子概念
例5-1：已知弹簧振子的m=0.30kg， 热辐射 绝对黑体
基尔霍夫定律
k=3.0N/m，当t=0时， x=A=0.10m， 热辐射定律 由于粘滞和摩擦，使系统能量逐渐 热辐射理论
耗散。问：(1)观察到的能量减少是连续的还是分立的？
(2)初态的量子数n为多少？
式m 中 为峰,b 值 2.8波 9 17 长 3 0 m k
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25.1 能量子概念
四.绝对黑体辐射理论
热辐射 绝对黑体 基尔霍夫定律
1.经典辐射理论
热辐射定律 热辐射理论
（1）.瑞利—琼斯公式 （2）.维恩公式
eB(,T)2kc2T2
eB(,T)c13ec2 /T
式中c1,c2为实验决定的常数
解：(1)
0
1 kA2 2
1.5102 J
h 3.31034J 2.21032
(2) n 0 4.551031
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初期量子论
25.1 能量子概念
附：自学思考题： 1.什么叫光电效应和光子假说？
热辐射 绝对黑体 基尔霍夫定律 热辐射定律 热辐射理论
2.光电效应有几条实验规律？经典理论和光子理论
2.普朗克理论
e B， T ， 1 7 W 0 2 H m 1 z
1.0
可
见
瑞 利 琼 斯 维恩 普朗克
实验
光
0.5
区
600K0
300K0
0
0.5
1 .0 ， 1015Hz
(1)普朗克公式
eB(,T)2ch23ehk 1T1
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初期量子论
25.1 能量子概念
(2)普朗克理论要点 a.振子发射或吸收的能量为n，
是如何解释的？
作业（1） 习题1、5、6、8 预习 25.2节，25.4节 自学：光电效应
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初期量子论
25.2 光量子概念
25.2 光量子概念
一.光电效应 ［自学］
1.实验装置和实验规律
光电效应 康普顿效应 电子对效应 三种效应的比较
1.饱 和光 电I 与 流入射 光强 度 S
K 阴极 A阳 极
m 石英 窗口
S成 正比 （ 入 射光变 频） 率 不
IS S ISN 电 e
N电S
i
I S2
I S1
（2） . 当0时 ， 才能产生
光电效应，而与S的大小无关
U0
m C
K 2
A
1
4 OOOV 3 OOO G
OO
光强较强 光强较弱
U
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25.2 光量子概念
3当 0时1 2， mm 2va x,而S 与 的大小无
L T
L1
L2
A
B1
P
B2
C
e B， T ， 1 7 W 0 2 H m 1 z
1 .0 0.5
可 见 光 区
300K 0
600K 0
0
0.5
1 . 0 ， 1 015Hz
(2).维恩位移定律
mT b
固 体 在 温 度 升 高 时 颜 色 的 变 化
800K
100K 0
120K 0
140K 0
一.热辐射 绝对黑体
热辐射定律 热辐射理论
1.热辐射 辐射能、热辐射、温度辐射、平衡热辐射
2.单色吸收、反射、透射系数
a (,T ) E a (,T )r (,T ) E r (,T )w (,T ) E w (,T )
E 0 (,T )
E 0 (,T )
E 0 (,T )
3.绝对黑体及其模型
l
l
l dU
0 Fe d l e
Edl e
0
0
dl dl
光电效应 康普顿效应
来自百度文库
0
电子对效应
e Ua dU eU a
三种效应的比较
0
1 2
基尔霍夫定律 热辐射定律 热辐射理论
频率 的 为 谐振n 子 h的 能概 量 e率 nh 为 /kT ：
nhenh /kT
谐 振 子 的 平 均能 n0量
b.计算
enh /kT
n0
令 1 , 则：
kT
d
d
ln enh n0
利用级数求和公式
enh
1eh
1
n0
d
d
[ln1eh
表一.从小孔表面射出能量的计算
反射次数 腔壁吸能 剩余能量
1
a 1
1 a 1
2
a1 a 1 1 a2
n
a1 an1 1 an
热辐射 绝对黑体 基尔霍夫定律 热辐射定律 热辐射理论
aB， T1
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初期量子论 二.基尔霍夫定律
1.单色辐射本领e(,T)（单色辐出度）
25.1 能量子概念
热辐射 绝对黑体 基尔霍夫定律 热辐射定律 热辐射理论
(1)定义
对 任 一 物a体r w1 不透明物a体r 1 不透不反a1 绝对黑体
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初期量子论
25.1 能量子概念
(2) 模型：在不透明的材料制成开有一个小孔的空腔 (腔内表面极为粗糙)，此小孔的表面可视为绝对黑体 设入射小孔的能量为1,腔壁的吸收系数为a,若a= 0.1， n=100，则出射能量 (1-a)n =2.66×10-4，几乎为0