46黑体辐射普朗克能量子假设.ppt
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1、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 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. 1 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.热辐射 一切物体都以电磁波形式向外辐射能量,其功率和 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 不同的原子辐射谱线的颜 色(频率)成分不同: 锶(Sr
2、) 铷(Rb) 铜(Cu) 一 热辐射 2 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 热辐射的基本概念和基本定律 (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: 单位: 3 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)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. 4 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 o 2 4 6 8 10 12 2 12 10 4 6 8 太阳 钨丝 可见 光区
3、 太阳 钨丝 钨丝和太阳的单色辐出度曲线 5 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 入射 吸收 反射 透射 (3)单色吸收比和单色反射比 单色吸收比(T ) : 在波长 到 范围内吸收的能量与入射的能量之比. 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 对于不透明物体 (T ) + r(T )=1 入射 吸收 反射 透射 在波长 到 范围内反射的能量与入射能量之比. 单色反射比r(T ) : 7 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 (4)黑体 黑体是理想 模型 若物体在任何温度下,对任何
4、波长的辐 射能的吸收比都 等于1, 则称此 物体为黑体. 8 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 任何物体单色辐出度 M(T ) 和单色吸 收比 (T )之比,等于同一温度 T 时的绝 对黑体对同一波长的单色辐出度MB( ,T ) , 即 (5) 基尔霍夫定律 通俗地讲,好的吸收体是好的辐射体. 9 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 10 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 0 1 000 2 000 0.5 可见光区 黑 体 单 色 辐 出 度 的 实 验 曲 线 1.0 二
5、黑体辐射的实验规律 6 000 K 3 000 K 11 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 斯特藩 - 玻耳兹曼定律 斯特藩 - 玻耳兹曼常数 总辐出度 式中 0 1 000 2 000 1.0 可见光区 0.5 6 000 K 3 000 K 12 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 维恩位移定律 常量 峰值波长 0 1 000 2 000 1.0 可见光区 0.5 6 000 K 3 000 K 13 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 解 (1)由维恩位移定律 例1
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