经典辐射定律..pptVIP

§15 - 1 经典辐射定律;1、热辐射; (1)单色辐射出射度; (2)辐射出射度(简称辐出度)MO(T):;(3)吸收本领 A(ν,T):;*;;(4)基尔霍夫定律:;2. 黑体辐射 黑体辐射定律;所以有:;1700K;由实验及理论都可以得到;维恩位移定律:;[ 例 ] 假设太阳表面的特性和黑体等效，测得太阳;*;*;1、维恩经验公式:;2、瑞利--金斯经验公式: ;o; 维恩公式和瑞利-金斯公式都是用经典物理学 的方法来研究热辐射所得的结果，都与实验结果不 符，明显地暴露了经典物理学的缺陷。黑体辐射实 验是物理学晴朗天空中一朵令人不安的乌云。 为了解决上述困难，普朗克提出了一个著名的能量子假设。; 普朗克在能量子假说的基础上，利用内插法将适用于短波的维恩公式和适用于长波的瑞利-金斯公式衔接起来， 提出并确立了一个新的公式：;普朗克公式还可以用频率表示为：;能量子假说： 1.辐射黑体分子、原子的振动可看作谐振子，这些谐振子可以发射和吸收辐射能。 2.这些谐振子的能量不能连续变化（象经典物理学所允许的可具有任意值）。只能取一些分立值，这些分立值是某一最小能量ε（称为能量子）的整数倍，即：1ε, 2ε, 3ε, ... nε。n为正整数,称为量子数。; 振子在辐射或吸收能量时，从一个状态跃迁到另一个状态。在能量子假说基础上，普朗克由玻尔兹曼分布律和经典电动力学理论，得到黑体的单色辐出度，即普朗克公式。;*;*;光电效应 当波长较短的可见光或紫外光照射到某些金属表面上时,金属中的电子就会从光中吸取能量而从表面逸出的现象。;*;*;结论1： 单位时间内，受光照的金属板释放出来的光电子数和入射光的强度成正比。;*;*;*;（2）遏止电势差 如果使负的电势差足够大，从 而使由金属板表面释放出的具有最大速度的电子也不能到达阳极时，光电流便降为零，此外加电势差的绝对值 叫遏止电势差。;截止电压与入射光强度无关.;遏止电势差与频率的关系;实验证明截止电压(或光电子初始动能)与入射光的频率有关.; 为不随金属性质不同而改变的普适恒量;（4）弛豫时间 实验表明，从入射光 开始照射直到金属释放出电子，无论光 的强度如何，这段时间很短，不会超过 。;*;*;二.经典物理学所遇到的困难;3.爱因斯坦的光子理论;*;*;*;*;*;*;3. 对光电效应的解释; 从方程可以看出光电子初动能和照射 光的频率成线性关系。与实验方程比较 可得普适恒量 K 的值。;由于爱因斯坦提出的光子假说成功地说明了光电效应的实验规律,荣获1921年诺贝尔物理学奖。;[ 例 ] 在光电效应实验中，测得金属得截止电压和入射光的频率对应数据如下: ;;解：(1) 按照经典电磁理论,照射到离光源d处的半径为r圆面积内的功率是：;单位时间打在距光源3m的钾片单位面积上的能量为: ;*;*;例1.波长为450nm的单色光射到纯钠的表面上.求;*;*;*;§19-3 康普顿效应;钼谱线;; 康普顿假设:入射x光是光子流,这些光子不但有能量h?0 ，而且有动量 h?0/c。光的散射过程是光子与原子中自由电子的完全弹性碰撞过程。;解上面3个方程得:;二 . 康普顿效的解释;理论推导;*;例P240;例续;6. 波粒二象性：;光子的速度:;19-4 氢原子的玻尔理论;氢原子光谱;二. 卢瑟福的原子有核模型;3.卢瑟福的原子有核模型(1911年 );4. 经典理论的困难;三. 氢原子的玻尔理论;2. 玻尔轨道半径;3. 氢原子的定态能量;4. 玻尔理论对氢光谱的解释;四. 氢原子玻尔的困难;19-5 弗兰克-赫兹实验;3. 实验结果分析;19-6 德布罗意波 实物粒子的二象性;例1.;例2. 试由德布罗意波导出玻尔理论中角动量量子化条件.;二. 德布罗意波的实验证明;理论解释;G.P.汤姆孙电子衍射实验;三. 德布罗意波的统计解释;例3. 试计算温度为25时慢中子的德布罗意波长.;19-7 不确定关系; 海森伯理想实验;三.对不确定关系的认识;四. 微观粒子和经典粒子的比较;例1.