黑体辐射普朗克能量子假设[1]

1一切物体中的原子和分子都要受热激发而发射各种波长的电磁波，其辐射的功率和波长取决于物体的温度，称为热辐射固体在温度升高时颜色的变化1400K800K1000K1200K原子不同，辐射的颜色也不同锶(Sr)铷(Rb)铜(Cu)，T15-1黑体辐射普朗克能量子假设一热辐射21.绝对黑体模型：空腔小孔物体发射能量的同时，又吸收其它物体的辐射能。发射=吸收时，物体温度不变——热平衡（动态平衡）能全部吸收入射辐射能的物体绝热不透明3黑体是理想模型黑体：能全部吸收入射辐射能的物体模型：空腔小孔42、黑体辐射：物体吸收辐射能同时，又要向外辐射能量。53、热辐射的基本物理量（1）单色辐射出射度：)(TM单位：3mW-物体在单位时间，单位表面积，波长λ附近单位波长内辐射的电磁波能量.)(TM绝热不透明)(TM0黑体辐射曲线：波长范围很宽（某一波长的辐射能量）6单位：12HzmW--（1）单色辐射出射度：)(TM0)(TM)(TM（某一波长的辐射能量）)(TM（某一频率的辐射能量）7（2）辐射出射度：（总辐射出射度）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（1）单色辐射出射度：)(TM（某一波长的辐射能量）)(TM（某一频率的辐射能量）)(TM)(TM081斯特藩—玻尔兹曼定律（热力学）40d)()(TTMTM428KmW10670.5斯特藩—玻尔兹曼常量总辐出度式中O100020001.0)mW10/()(314TMnm/可见光区3000K6000Km0.5二、热辐射定律92、维恩位移定律bTmKm10898.23b常量峰值波长O100020001.0)mW10/()(314TMnm/可见光区3000K6000Km0.510O100020000.5)mW10/()(314TMnm/可见光区3000K6000Km1.01、黑体辐射的实验规律三、经典物理的困难2、经典物理的困难11瑞利—金斯公式)HzmW10/()(-1-29TMHz10/14瑞利-金斯公式实验曲线k2000T****************kTcTM22π2)(紫外灾难频率越高，相差越大紫~红:4000Å~7000Å:7.691014Hz~3.951014Hz2、经典物理的困难经典物理不能解释黑体辐射曲线12普朗克（1858-1947）德国理论物理学家，量子论的奠基人.1900年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.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.四普朗克假设普朗克黑体辐射公式13（1）、黑体腔壁中的电子振动可视为谐振子，1、普朗克能量子假设（1900年）),3,2,1(ε量子数nnh是分立的，只能取某一最小能量的整数倍，即，2，3…….n,h称为能量子，sJ1063.634h普朗克恒量：振子的频率可连续取值经典物理221kAE（2）、谐振子的能量h1h3h2h4141edπ2d)(/32kThνchTM2、普朗克黑体辐射公式o1236Hz10/14)HzmW10/()(1-29TM24实验值****************k2000T普朗克公式的理论曲线用玻尔兹曼统计代替能量均分定理153.普朗克能量子假设的意义导出与实验曲线吻合的黑体辐射公式，解决了黑体辐射的困难。提出了能量量子化的新思想，指出了经典物理学能量连续的不足。③普朗克恒量h已经成为物理学中最基本、最重要的常数之一。1918年诺贝尔物理奖16小结：普朗克能量子假设（1900年）),3,2,1(ε量子数nnhh称为能量子，sJ1063.634h普朗克恒量是分立的：谐振子的能量h1h3h2h4