第七章光的量子性ppt课件.ppt

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1、第七章光的量子性从经典物理到现代物理概述物理学的分支及近年来发展的总趋势物理学经典物理现代物理力学热学电磁学光学相对论量子论非线性时间t关键概念的发展力学电磁学热学相对论量子论1600170018001900§7.1光速及其测定一、真空中的光速1、理论值：2、测量值：二、测量方法——最可靠值1、天文学方法：（罗默，1676年）：天文学方法受观测精度的影响，精度很低。（布喇法雷，1728年）：光速的实验室测量方法光速的测定包含着对光所通过的距离和所需时间的量度，由于光速很大，所以必须测量一个很长的距离和一个很短的时间，实验

2、室测量法就是围绕着如何准确测定距离和时间而设计的各种方法．世界上最早用实验方法测定光速的是伽利略。他在1607年做了一个实验。当时，他叫甲乙两个人在夜间各带一只灯，分立在两个山顶上，甲先迅速取去灯罩对乙发出信号，乙在看到信号后，立即取去灯罩，对甲发出信号。两山的距离和光往返的时间来计算光速。由于当时的技术条件限制，测得的光速很不精确。伽利略（GalileoGalilei，1564-1642），意大利物理学家、天文学家和哲学家，近代实验科学的先驱者。齿轮法1849年德国物理学家菲索用“齿轮法”测出光速齿轮的齿数已知，测出齿轮

3、的转速，可算出齿轮转过一个齿的时间Δt，再测出M、N间的距离，就可以算出光速。菲索当时测得空气中的光速：c＝315300千米／秒。后来，法国科学家傅科用一只旋转的镜子测定光速。他让镜子以一定的速度转动，使它在光线发出并从一面静止镜子反射回来这段时间内，恰好旋转一周。在光速测定的研究中，他是采用旋转平面镜的方法来测量光速的。其测得的光速为29.8×107米/秒，并分析实验误差不可能超过5×105米/秒。傅科（JeanBernardLeonFoucault1819～1868）法国实验物理学家旋转镜法迈克耳逊的旋转镜法用一个正八

4、面钢质棱镜代替了旋转镜法中的旋转平面镜，从而光路大大的增长，并利用精确地测定棱镜的转动速度代替测齿轮法中的齿轮转速测出光走完整个路程所需的时间，从而减少了测量误差．从1879年至1926年，迈克耳逊曾前后从事光速的测量工作近五十年，在这方面付出了极大的劳动．1926年他的最后一个光速测定值为:c=299796km/s随着科学科技的不断发展，人们不断地改进实验装置和技术，20世纪60年代，激光器的出现，使光速的测定越发精确，1972年测定的光速值为299792公里／秒。目前国际计量委员会承认的光速是299792458米±1

5、.2米／秒。光速的测定在光学的研究历程中有着重要的意义。虽然从人们设法测量光速到人们测量出较为精确的光速共经历了三百多年的时间，但在这期间每一点进步都促进了几何光学和物理光学的发展。米的定义秒的定义7.2经典辐射定律化学发光：在辐射过程中物质内部发生化学变化的；比如：燃烧光致发光：用外来的光或任何其他辐射不断地或预先地照射物质而使之发光的；比如：荧光、磷光场致发光：由电场作用引起辐射的过程；比如：电弧放电、火花放电、辉光放电阴极发光：通过电子轰击引起固体产生辐射的过程；以上发光统称为非热辐射1.热辐射热辐射:物体处于一定温

6、度的热平衡状态下的辐射称为热辐射。所辐射电磁波的特征仅与温度有关。热辐射强度按波长(频率)的分布和温度有关，高温物体发出的是紫外光。炽热物体发出的是可见光，低温物体发出的是红外光，温度短波长的电磁波的比例。任何物体（气、液、固）在任何温度下，都会有热辐射。热辐射波谱是连续谱，各种波长(频率)都有，但是强度不同。例如加热铁块，随着温度的升高:开始不发光→→→黄白色橙色暗红热辐射红外照相机拍摄的人的头部的热图热的地方显白色，冷的地方显黑色热辐射能量来自物体的热运动（低温，高温）在任何温度下（不是绝对零度）辐射连续光谱发射

7、本领和吸收本领发射本领（单色辐射出射度）：是用来描述辐射物体发射能量的能力的物理量。(1)单色辐射出射度单色辐出度：温度为T的热辐射体，单位时间内从物体单位面积向各个方向发射的、频率在ν～ν+△ν范围的能量为:叫做物体在温度为T时，发射频率为ν的单色辐射出射度。其中，(2)辐射出射度(简称辐出度)MO(T):温度为T的热辐射体,单位时间单位面积,向2立体角辐射出的所有波长的能量.(3)吸收本领A(ν,T):入射到物体上的辐射通量,一部分被物体散射或反射(对透明物体,还会有一部分透射),其余的为物体所吸收.吸收本领定义为:

8、吸收入射(4)基尔霍夫定律（见图7－4）:物体的单色辐出度和吸收本领的比值与物体性质无关。对于所有物体，这个比值是波长和温度的函数，可表示为:是与物体性质无关的普适函数.上式是基尔霍夫定律的数学表达式。2.黑体辐射黑体辐射定律能够在任何温度下全部吸收任何波长的辐射的物体称绝对黑体，简称黑体.(1)黑体由