量子力學(xué)第一章前言量子力學(xué)的誕生(編輯修改稿)
2025-06-15 22:41 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 制： 分子 (含有帶電粒子 )的熱運(yùn)動(dòng)使物體輻射 電磁波。 例如加熱鐵塊，隨著溫度的升高 : 開始不發(fā)光 → → → 黃白色 橙色 暗紅 一：熱輻射 維恩設(shè)計(jì)的黑體：不透明材料的空腔 開一個(gè)小孔。 黑體 實(shí)驗(yàn)表明： 輻射 本領(lǐng)大的物體， 吸收 本領(lǐng)也大。 黑體能 吸收 各種波長(zhǎng)的電磁波，也能 輻射 各種波長(zhǎng)的電磁波。 吸收 本領(lǐng)最大， 輻射 本領(lǐng)也最大。 黑體： 能吸收射到其上的全部輻射的物體 黑體輻射： 由這樣的空腔小孔發(fā)出的輻射就稱為 黑體輻射。 黑體 輻射熱平衡狀態(tài) : 處于某一溫度 T 下的腔壁，單位面積所發(fā)射出的輻射能量和它所吸收的輻射能量相等時(shí)，輻射達(dá)到 熱平衡狀態(tài)。 能量密度 ? (104 cm) 0 5 10 實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)： 熱平衡時(shí)，空腔輻射的能量密度，與輻射的波長(zhǎng)的分布曲線，其形狀和位置只與黑體的絕對(duì)溫度 T 有關(guān) 而與黑體的 形狀和材料無關(guān) 。 （ 1）維恩公式 假定駐波能量按頻率的分布類似于 麥克斯韋速度分布率（經(jīng)典的）。 （ 2）瑞利 — 金斯公式 假定駐波的平均能量為 kT （經(jīng)典的能量均分定理） 在長(zhǎng)波段，維恩線明顯偏離實(shí)驗(yàn)曲線！ 在紫外區(qū) (短波段 )與實(shí)驗(yàn)明顯不符， 短波極限為無限大 —―紫外災(zāi)難”！ 經(jīng)典解釋失效！ Tea /3 ??? ?? ??kTC 222 ??? ? ?o 1 2 3 5 6 8 9 4 7 維恩 瑞利 金斯 實(shí)驗(yàn)值 紫 外 災(zāi) 難 ??E二：光電效應(yīng) 光照射到金屬上，有電子從金屬上逸出的現(xiàn)象。 這種電子稱之為光電子。 實(shí)驗(yàn)裝置： GD為光電管， 光通過石英窗口照射 陰極 K，光電子從陰極 表面逸出。 光電子在電場(chǎng)加速下向 陽極 A運(yùn)動(dòng)，形成光電流。 （ 3）光電效應(yīng)是 瞬時(shí) 發(fā)生的．只要入射光頻率 ? ?0，無論光多微弱，從光照射陰極到光電子逸出， 馳豫時(shí)間不超過 10 9 s 。 這與經(jīng)典電磁波的概念完全不同??！ （ 1）不論光強(qiáng)多大， 只有當(dāng)入射光頻率 ?大于一定的 紅限頻率 ? 0 時(shí)，才會(huì)產(chǎn)光電流。 實(shí)驗(yàn)規(guī)律 （ 2）每個(gè)光電子的 能量 只與光的 頻率有關(guān) ，而與 光的 強(qiáng)度無關(guān) 。光的強(qiáng)度只影響 光電子數(shù)目。 三：原子線狀光譜 氫原子光譜有許多分立譜線組成。 1885年瑞士巴爾末發(fā)現(xiàn)紫外光附近的個(gè)線系，并得出氫原子譜線的經(jīng)驗(yàn)公式是： 是光速。常數(shù)是氫的其中 CR y d b er gmRnnCRHH,100 9 6 7 7 5 7 ,5,4,31211722?????????? ?? ??mnnmCR H ??????? ?? 22 11? Hα Hβ Hδ Hγ H∞ 圖 氫原子光譜（ Balmer系） 1. 原子線狀光譜產(chǎn)生的機(jī)制是什么？ 2. 原子的穩(wěn)定性問題 ? 2. 光譜線的頻率為什么有這樣簡(jiǎn)單的規(guī)律？ 光譜線公式中能用整數(shù)作參數(shù)來表示這一事實(shí)啟發(fā)我們 思考：怎樣的發(fā)光機(jī)制才能認(rèn)為原子的狀態(tài)可以用
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