能量量子化物理學的新紀元

能量量子化物理學的新紀元

固體或液體，在任何溫度下都在發(fā)射各種波長的電磁波，這種由于物體中的分子、原子受到激發(fā)而發(fā)射電磁波的現象稱為熱輻射。所輻射電磁波的特征僅與溫度有關。固體在溫度升高時顏色的變化1400K物體輻射總能量及強度按波長分布都決定于溫度。800K1000K1200K1.熱輻射現象一、經典物理的麻煩但是強度不同。熱輻射強度按波長(頻率)的分布和溫度有關，高溫物體發(fā)出的是紫外光。熾熱物體發(fā)出的是可見光，低溫物體發(fā)出的是紅外光，

溫度

短波長的電磁波的比例

。任何物體（氣、液、固）在任何溫度下，都會有熱輻射。熱輻射波譜是連續(xù)譜，各種波長(頻率)都有，2.黑體及黑體輻射

理想的熱輻射體是“絕對黑體”，簡稱“黑體”，它是在任何溫度下都能全部吸收落在它上面的一切輻射的理想物體。

1895年，維恩首先指出，絕對黑體可以用一個帶有小孔的輻射空腔（見圖)來實現當空腔受熱時，空腔壁會發(fā)出輻射，極小部分通過小孔逸出。

由空腔輻射體的單色輻出度與波長的能譜曲線可知：1）每一條曲線都有一個極大值,對應的波長為λm。2）隨著溫度的升高，黑體的總輻出度迅速增大，并且曲線的極大值點逐漸向短波方向移動。3.黑體輻射的規(guī)律

瑞利—金斯公式在長波部分與實驗結果比較吻合。但在紫外區(qū)竟算得單色輻出度為無窮大—所謂的“紫外災難”。

利用經典理論無法解釋黑體輻射現象。正如1900年開耳文指出的晴朗的物理學理論大廈上空，飛來“兩朵烏云”之一，它動搖了經典物理的基礎。瑞利-金斯維恩理論值實驗T=1646k維恩公式在短波部分與實驗結果吻合得很好，但長波卻不行?？涨槐谏险駝又膸щ娢⒘Ｋ栈虬l(fā)射的能量只能是h

的整數倍，微粒只能一份一份地按不連續(xù)方式輻射或吸收能量。普朗克常數h=6.626×10－34JS自然界存在著能量的最基本單元（能量子

=h);為了能夠從理論上推導出這個公式，普朗克提出了一個與經典物理學概念截然不同的“能量子”假設：二、普朗克的能量子假設圖中的熱輻射曲線就是依照普朗克計及能量子假設而導出的輻射公式畫成的，與黑體輻射實驗結果相符合。普朗克的能量子假說和黑體輻射公式1.黑體輻射公式1900.10.19

普朗克在德國物理學會會議上提出一個黑體輻射公式M.Planck

德國人1858－1947普朗克后來又為這種與經典物理格格不入的觀念深感不安，只是在經過十多年的努力證明任何復歸于經典物理的企圖都以失敗而告終之后，他才堅定地相信h的引入確實反映了新理論的本質。

1918年他榮獲諾貝爾物理學獎。

他的墓碑上只刻著他的姓名和黑體輻射的研究卓有成效地展現在人們的眼前，紫外災難的疑點找到了，為人類解決了一大難題。使熱愛科學的人們又一次倍感欣慰，但真理與謬誤之爭就此平息了嗎？物理難題：1888年，霍瓦(Hallwachs)發(fā)現一個帶負電的金屬板被紫外光照射會放電。近10年以后，1897年，J.Thomson發(fā)現了電子，此時，人們認識到那就是從金屬表面射出的電子，后來，這些電