黑体辐射实验.ppt

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1、热辐射平衡热辐射发射电磁辐射能量吸收电磁辐射能量相等1.黑体、黑体辐射普朗克量子假设（下一页）实验表明：一切物体在任何温度下都以电磁波的形式向外辐射能量。辐射的能量与温度有关，∴称之为热辐射。辐射和吸收的能量相等时称为热平衡。此时物体具有稳定温度如果一个物体能全部吸收投射在它上面的辐射而无反射，这种物体称为绝对黑体，简称黑体。绝对黑体——一个理想模型绝对黑体实例?空腔（下一页）用不透明材料制成一空心容器，壁上开一小孔，该小孔可看成绝对黑体绝对黑体的辐出度绝对黑体的辐射定律T绝对黑体实验装置绝对黑体单色辐出度按波长分布实验绝对黑体的单色辐出度

2、按波长分布曲线0123456λ(μm)1500K1300K1100K绝对黑体的单色辐出度按波长分布曲线0123456λ(μm)1700K1500K1300K1100K1400K物体辐射总能量及能量按波长分布决定于温度800K1000K1200K固体在温度升高时颜色的变化例子：低温火炉辐射能集中在红光。高温物体辐射能集中在蓝、绿色。应用：光测高温计，测量发电厂炉内温度。炉火纯青普朗克的量子假说普郎克公式瑞利(Rayleigh)--金斯(Jeans)经验公式维恩(Wien)经验公式问题：如何从理论上找到符合实验的函数式？（下一页）oλ(μm)1

3、23568947实验值维恩oλ(μm)123568947实验值瑞利--金斯紫外灾难oλ(μm)123568947实验值瑞利--金斯紫外灾难维恩普朗克量子假说能量子假说：辐射物质中具有带电的线性谐振子，它和周围电磁场交换能量。这些谐振子只能处于某种特殊的状态，它的能量取值只能为某一最小能量（称为能量子）的整数倍，即：对于频率为的谐振子最小能量为h称为普朗克常数，正整数n称为量子数。（n为正整数）问题：如何从理论上找到符合实验的函数式？（下一页）振子在辐射或吸收能量时，从一个状态跃迁到另一个状态。在能量子假说基础上，从理论上推导，普朗克得到了黑

4、体辐射公式：这一公式称为普朗克公式,它和实验符合得很好。c——光速e——自然对数的底（下一页）——玻尔兹曼恒量oλ(μm)123568947普朗克实验值普朗克能量子假说的意义：首次提出了能量不连续的假设，成功的解决了黑体辐射的理论问题。开量子之先河。所以人们称普朗克为“量子力学之父”。（下一页）M.V.普朗克研究辐射的量子理论，发现基本量子，提出能量量子化的假设1918诺贝尔物理学奖