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量子物理
Quantum Physics
到 19 世纪末和 20 世纪初，经典物理学理论已经系统、完整地建立，其中包括经典力学、热力学、统计物理学、经典电动力学、波动光学。
经典物理学辉煌的科学大厦建立了 。
W.Thomson
1824—1907
19世纪的最后一天，欧洲著名的科学家欢聚一堂。英国著名物理学家 W．汤姆生(开尔文男爵)发表了新年祝词，他在回顾物理学所取得的伟大成就时说，物理大厦已经落成，所剩只是一些修饰工作；同时，他在展望20世纪物理学前景时，却若有所思地讲道： “物理学晴朗的天空上， 飘着两朵令人不安的乌云”
黑体辐射
迈克尔逊
—莫雷实验
光电效应
氢原子光谱
康普顿效应
量子力学的诞生与发展
普朗克
能量子假说
1918 诺贝尔奖
爱因斯坦
光量子假说
1921诺贝尔奖
量子概念的形成
1922诺贝尔奖
波尔
原子结构
康普顿
康普顿效应
1927诺贝尔奖
量子力学的诞生与发展
量子力学的诞生
量子概念是普朗克首先提出，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。
海森堡
1932 诺贝尔奖
1933 诺贝尔奖
薛定谔 狄拉克
波恩
1954 诺贝尔奖
德布罗意
1929 诺贝尔奖
Max Planck
一、热辐射 Heat Radiation
量子世界的大门是在黑体辐射问题的研究中开启的。
任何物体在任何温度下都在不断地向外辐射各种波长的电磁波的现象称为热辐射。
1、热辐射
逐渐升温
T不同，辐射能量集中的波长范围不同
一、热辐射 Heat Radiation
2、描述热辐射的物理量
1）单色辐出度 M (T )
2）辐出度 M(T )
在一定温度 T 下，单位时间内，从物体表面单位面积上辐射出的
单位波长间隔内的能量。
在一定温度 T 下，单位时间内，从物体表面单位面积上发出的
所有波长的电磁波的总能量。
一、热辐射 Heat Radiation
2、描述热辐射的物理量
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。
单色反射比 r (T ) ：
对于不透明物体： (T ) + r (T )=1
3）单色吸收比和单色反射比
在波长 到 范围内反射的
能量与入射的能量之比。
二、绝对黑体和黑体辐射的基本规律
1、绝对黑体 Black Body
不
透
明
物
体
入射的各种波长辐射能
反射的辐射能
吸收的辐射能
发射各种波长
的热辐射能
绝对黑体
单色吸收比：
(T )=1
不
透
明
物
体
入射的各种波长辐射能
能全部吸收入射
各种波长的辐射能
无任何反射
发射各种波长
的辐射能
绝对黑体是理想模型
重要理论模型
能完全吸收各种波长电磁波
而无反射和透射的物体
称为绝对黑体，简称黑体。
二、绝对黑体和黑体辐射的基本规律
1、绝对黑体 Black Body
不透明空腔
开一小孔
对空腔加热
至某热平衡温度
T
绝对黑体
单色吸收比：
(T )=1
绝对黑体是理想模型
重要理论模型
能完全吸收各种波长电磁波
而无反射和透射的物体
称为绝对黑体，简称黑体。
二、绝对黑体和黑体辐射的基本规律
1、绝对黑体 Black Body
绝对黑体
单色吸收比：
(T )=1
绝对黑体是理想模型
重要理论模型
能完全吸收各种波长电磁波
而无反射和透射的物体
称为绝对黑体，简称黑体。
向远处观察
打开的窗子
近似黑体
二、绝对黑体和黑体辐射的基本规律
2、基尔霍夫定律 Kirchhoff’s Law
在同一温度 T 下，任何物体单色辐出度 M (T ) 和单色吸收比 (T )之比值都相等，等于该温度 T 下的绝对黑体对同一波长的单色辐出度MB (T ) , 即：
1859年，德国物理学家基尔霍夫根据封闭容器内几个物体处于热平衡时的特征，得出：
表明：
2）好的吸收体也是好的辐射体;
3）黑体是完全的吸收体因此也是理想的辐射体。
确定黑体的单色辐出度成为研究热辐射的中心问题。
1）若MB (T )已知，则：
二、绝对黑体和黑体辐射的基本规律
3、黑体辐射的实验定律
黑体的单色辐出度
0
λ
2 0 0 0 K
1 7 5 0 K
1 5 0 0 K

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