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正文內(nèi)容

經(jīng)典物理的困難ppt課件(編輯修改稿)

2025-05-30 03:49 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 確定的運動軌道 不具有確定的軌道 動量、位置 確定性 不確定性 態(tài)疊加 兩列波的疊加 可能狀態(tài)的相干疊加 粒子 不體現(xiàn) 波粒二象性 25 第一章 經(jīng)典物理學的困難 1 黑體輻射和普朗克的能量子假說 2 光電效應和愛因斯坦的光量子論 3 原子結構的玻爾量子論 4 康普頓散射 5 波粒二象性 26 光是一種波 wave 干涉條紋 一條狹縫 ? 200年前,托馬斯 揚 (Thomas Young)利用雙縫實驗證實了 光是一種波,得到明暗相間的干涉條紋 27 似水波 干涉所產(chǎn)生的波峰和波谷 ? 光是由在空間傳播有電磁波所組成的 ? 用麥克斯維方程組得出所有的電磁波都以光速進行傳播 ? 光似波的形式傳播就象水波 28 1 黑體輻射 和普朗克的能量子假說 ( 1)基本概念 A 熱輻射 ( Heat radiation) 物體受熱就會發(fā)光 ,溫度不同時 ,輻射的波長不同。 例如:加熱鐵塊, 溫度 ? 看不出發(fā)光 ?暗紅 ?橙色 ?黃白色 這種與溫度有關 的 輻射,稱為熱輻射。 基本特點 : 1 熱輻射波譜是連續(xù)譜,但是強度不同 2 溫度 ? ? 短波長的電磁波的比例 ? 29 實際上 ,任何物體即使不被人為加熱,也會有熱輻射 紅外照相機拍攝的人的頭部的熱圖,熱的地方顯白色,冷的地方顯黑色 高溫物體發(fā)出的是 紫外光 UV 熾熱物體發(fā)出的是 可見光 VL 3 低溫物體發(fā)出的是紅外光 30 B 平衡熱輻射 ? 加熱一物體 ,物體的溫度恒定不變時 ,物體所吸收的能量等于在同一時間內(nèi)輻射的能量,這時得到的輻射稱為平衡熱輻射。 C 輻射的能量密度 ? 單位時間內(nèi)從輻射體表面的單位面積上發(fā)射出的輻射能量的頻率分布 E(?,T),稱為輻射的能量密度,用它來描述物體的輻射本領,單位是焦耳 /米 2 31 (2) 黑體和黑體輻射 A 黑體( Black body) ? 能完全吸收各種波長電磁波而無反射的物體。 ? 利用黑體可撇開材料的具體性質來普遍地研究熱輻射本身的規(guī)律 B 黑體輻射 (Black body radiation) ? 如果將黑體加熱到某一溫度 T,則必定輻射與它吸收的頻譜完全相同的電磁波,稱為 黑體輻射 32 C 怎樣實現(xiàn)黑體和黑體輻射? ? 完全被不透過輻射的壁 (可以為鐵、銅、瓷器等材料)包住,且維持在一定溫度 T的空腔,其孔的大小遠比內(nèi)壁總面積小??筛叨冉茷?黑體 。 ? 將該空腔浸在溫度 T的恒溫槽中,使空腔壁產(chǎn)生輻射,腔內(nèi)充滿輻射能量,達到平衡熱輻射時便從孔輻射出電磁波,這就實現(xiàn)了黑體輻射。 33 (3) 黑體輻射的規(guī)律 ,頻率峰值 (能量 )向高頻方向移動 B. 輻射出度與溫度成正比 維恩位移定律:熱力學理論找到 T與 λ之間的關系: bTm ??解釋:當黑體的熱力學溫度升 高時,與單色輻射出度對應的 波長向短波方向移動 斯特藩 玻耳茲曼定律: 4)( TTM ??34 (3) 黑體輻射的規(guī)律 -金斯線,高頻處輻射能量越高 紫外災難 ????? k T dcdTM 222)( ??在經(jīng)典理論,能量均分定律 基礎上建立 ?在低頻部分,與實驗符合得 很好 ?高頻 (短波 )處,出現(xiàn)巨大的 分歧 35 Blackbody radiation is the electromagic radiation emitted by a black body. It extends over the whole range of wavelengths and the distribution of energy over this range has a characteristic form with a maximum at a certain wavelength. The position of the maximum depends on temperature, moving to shorter wavelengths with increasing temperature. Blackbody radiation 36 ? 普朗克假設 : ? 光并不是總是一種平滑、連續(xù)的波動,而是可以分割成“量子”的許多小塊。 ? 吸收或發(fā)射電磁輻射只能以“量子”方式進行,每個“量子”的能量為 ?? nh?(4) Planck 假設 德國人 1858- 1947 37 1)/ex p (8),( 33 ?? Tkh ννchTνEB?波段實驗結果極為符合的普朗克黑體輻射公式: ? 普朗克理論開始突破了經(jīng)典物理學在微觀領域的束縛,打開了光的粒子性的大門。 ? 普朗克本人也有很多的困惑和彷徨 其中 h = 10 3 4 Js 稱為普朗克常數(shù) sJh ???? ? 34100 5 ??約化普 朗克常數(shù) 38 普朗克對黑體輻射的解釋 ? 在任何一個物體內(nèi)部,能量分布并不是均勻的。 ? 有少數(shù)原子會具有非常大的能量,也有少數(shù)原子會幾乎沒有能量,而大多數(shù)的原子具有中等大小的能量。 ? 每一個原子都能夠以量子的形式發(fā)射電磁輻射。 ? 對于較高 f值,發(fā)射出相應量子所需的能量非常大,只有
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