2022-2023学年高二物理竞赛课件:黑体辐射(共15张PPT)

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2022-2023学年高二物理竞赛课件:黑体辐射(共15张PPT)

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(共15张PPT)
黑体辐射
2
(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
黑体辐射
3
(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
4

(1)由维恩位移定律
例1(1)温度为 的黑体,其单色辐出度的峰值所对应的波长是多少?(2)太阳的单色辐出度的峰值波长 ,试由此估算太阳表面的温度.(3)以上两辐出度之比为多少?
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(2)
(3)由斯特藩 - 玻耳兹曼定律
由维恩位移定律
黑体辐射公式的理论推导:
1. 威廉维恩
2. 瑞利 金斯
7
瑞利 - 金斯公式 经典物理的困难
0 1 2 3
6
2
4
瑞利 - 金斯公式
紫外灾难
实验曲线
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T = 2 000 K
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普朗克(1858 — 1947)
德国理论物理学家,量子论
的奠基人. 1900年12月14日他在
德国物理学会上,宣读了以《关
于正常光谱中能量分布定律的理
论》为题的论文,
提出了能量的量子
化假设. 劳厄称这
一天是“量子论
的诞生日”.
量子论和相对论构成了近代物
理学的研究基础.
9
普朗克假设 普朗克黑体辐射公式
普朗克黑体辐射公式
普朗克常数
10
0 1 2 3
6
瑞利 - 金斯公式
2
4
普朗克公式的理论曲线
实验值
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实验值与普朗克公式理论曲线比较
T = 2 000 K
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黑体中的分子、原子的振动可看作谐振子,这些谐振子的能量状态是分立的,相应的能量是某一最小能量的整数倍, 即 ,2 ,3 , … n , 称为能量子,n 为量子数.
普朗克量子假设
普朗克量子假设是量子力学的里程碑.
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(2)当量子数由 增加到 时,振幅的变化是多少?
例2 设一音叉尖端质量为 0.050 kg ,将其频率调到 ,振幅 .

(1)尖端振动的量子数;
解(1)
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基元能量
(2)
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在宏观范围内,能量量子化的效应是极不明显的,即宏观物体的能量完全可视作是连续的.
1900年12月14日,普朗克宣读了黑体辐射论文,宣告了quantum 的诞生,那一年他42岁。
同年,一个名叫Albert Einstein的青年从ETH毕业,没找到工作……;在丹麦,15岁的尼尔斯波尔正在读中学。
在奥地利维也纳的一所高级中学,13岁的Erwin Schrodinger正在读中学(跟Boltzmann校友)。
Louis de Broglie当时8岁,法国贵族。
Wolfgang Pauli出生8个月,再过一年,维尔兹堡一个名叫Werner Heisenberg的希腊小孩诞生,同年,意大利罗马诞生了Enrico Fermi……

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