高二物理竞赛量子物理课件 (9).pptx

1第十六章第十六章 量子物理量子物理2 2索尔维会议索尔维会议-1910-1910组织者组织者:古德施密特古德施密特,索尔维索尔维地点地点:比利时布鲁塞尔比利时布鲁塞尔内容内容:量子理论量子理论,辐射现象辐射现象,气体运动理论气体运动理论疑问疑问:h h关键人物关键人物:爱因斯坦爱因斯坦,普朗克普朗克,卢瑟福卢瑟福,“,“德布罗意德布罗意”后来后来3第五届索尔维会议第五届索尔维会议41.1.热辐射的基本概念热辐射的基本概念（1 1）单色辐射出射度单色辐射出射度 单位时间内从物体单位表单位时间内从物体单位表面积发出的频率在面积发出的频率在 附近单位频率区间内的电磁附近单位频率区间内的电磁波的能量波的能量.单位：单位：单位：单位：（2 2）辐射出射度辐射出射度 单位时间，单位面积上所辐射单位时间，单位面积上所辐射出的各种频率（或各种波长）的电磁波的能量总和出的各种频率（或各种波长）的电磁波的能量总和.50 2 4 6 8 10 120 2 4 6 8 10 122 2121210104 46 68 8太阳太阳钨丝钨丝可见可见光区光区 太阳太阳 钨丝钨丝钨钨丝丝和和太太阳阳的的单单色色辐辐出出度度曲曲线线62 2.黑体黑体若物体在任何温度下，能吸收一切外来的电磁辐若物体在任何温度下，能吸收一切外来的电磁辐射，则称此物体为黑体射，则称此物体为黑体.（绝对黑体）（绝对黑体）.73 3.黑体辐射的实验规律黑体辐射的实验规律黑黑体体单单色色辐辐出出度度的的实实验验曲曲线线83 3.黑体辐射的实验规律黑体辐射的实验规律3.1 3.1 斯特藩斯特藩-玻耳兹曼定律玻耳兹曼定律斯特藩斯特藩-玻耳兹曼常数玻耳兹曼常数总辐出度总辐出度式中式中93 3.黑体辐射的实验规律黑体辐射的实验规律3.1 3.1 斯特藩斯特藩-玻耳兹曼定律玻耳兹曼定律斯特藩斯特藩-玻耳兹曼常数玻耳兹曼常数总辐出度总辐出度式中式中3.2 3.2 维恩位移定律维恩位移定律 峰值波长峰值波长10 1 2 3 62 4瑞利瑞利-金斯公式金斯公式紫外灾难紫外灾难实验曲线实验曲线*T=2 000 K K4.4.瑞利瑞利-金斯公式金斯公式 经典物理的困难经典物理的困难115.5.普朗克假设普朗克假设 普朗克黑体辐射公式普朗克黑体辐射公式普朗克黑体辐射公式普朗克黑体辐射公式普朗克常数普朗克常数1212黑体中的分子、原子的振动可看作谐振子，这些谐黑体中的分子、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能量的整数倍,即即 ，2 2 ，3 3 ，n n ,称为能量称为能量子，子，n n 为量子数为量子数.普朗克量子假设普朗克量子假设 普朗克量子假设是量子力学的里程碑普朗克量子假设是量子力学的里程碑.19001900年年1212月月1414日，普朗克宣读了黑体辐射论文，宣告了日，普朗克宣读了黑体辐射论文，宣告了quantum quantum 的诞生，那一年他的诞生，那一年他4242岁。岁。同年，一个名叫同年，一个名叫Albert EinsteinAlbert Einstein的青年从的青年从ETHETH毕毕业，没找到工作业，没找到工作；在丹麦，；在丹麦，1515岁的尼尔斯岁的尼尔斯波尔正在读中学。波尔正在读中学。在奥地利维也纳的一所高级中学，在奥地利维也纳的一所高级中学，1313岁的岁的Erwin Erwin SchrodingerSchrodinger正在读中学（跟正在读中学（跟BoltzmannBoltzmann校友）。校友）。Louis de BroglieLouis de Broglie当时当时8 8岁，法国贵族。岁，法国贵族。Wolfgang PauliWolfgang Pauli出生出生8 8个月，再过一年，维尔兹堡一个名叫个月，再过一年，维尔兹堡一个名叫Werner Werner HeisenbergHeisenberg的希腊小孩诞生，同年，意大利罗马诞生了的希腊小孩诞生，同年，意大利罗马诞生了Enrico Enrico FermiFermi141.1.实验装置及现象实验装置及现象2 2.实验规律实验规律VA(1)(1)光电流强度与入射光强光电流强度与入射光强成成 正比正比.(2)(2)截止频率（红限）截止频率（红限）对某种金属来说，只有入对某种金属来说，只有入射光的频率大于某一频率射光的频率大于某一频率 时，时，电子才会从金属表面逸出电子才会从金属表面逸出.称为截止频率或红限频称为截止频率或红限频率率.15 遏止电势差与入射光频率具有线性关系.（4）瞬时性 使光电流降为零所外加的反向电势差称为遏止电势差 ，对不同的金属，的量值不同.（3）遏止电势差O O