量子物理基礎(chǔ)1

1.熱輻射由于物體內(nèi)分子、原子的熱運(yùn)動(dòng)，一切物體都以電磁波形式向外輻射能量，其功率和波長(zhǎng)只取決于物體的溫度，稱為熱輻射例：物體在溫度升高時(shí)顏色的變化－輻射頻率不同物體發(fā)射能量的同時(shí)，又吸收周圍其它物體的輻射能。當(dāng)發(fā)射=吸收時(shí)，其溫度不變——平衡熱輻射（動(dòng)態(tài)平衡）平衡的概念！絕對(duì)黑體能全部吸收（不反射）任何波長(zhǎng)的入射輻射能的物體稱為絕對(duì)黑體。模型：空腔小孔注意：黑體

黑色物體實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：物體的電磁輻射能力與吸收能力一致。黑體：既是完全吸收體，又是理想發(fā)射體。實(shí)驗(yàn)表明輻射能力越強(qiáng)的物體，其吸收能力也越強(qiáng).（4）黑體能完全吸收照射到它上面的各種頻率的電磁輻射的物體稱為黑體.（黑體是理想模型）單位時(shí)間內(nèi)，從物體表面單位面積上發(fā)射的波長(zhǎng)為單位時(shí)間內(nèi)從物體表面單位面積上發(fā)射的各種波長(zhǎng)的總輻射能M(λ,T)單色輻射出射度

會(huì)聚透鏡空腔小孔平行光管棱鏡熱電偶測(cè)量黑體輻射出射度實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)曲線實(shí)驗(yàn)定律：斯忒潘—玻爾茲曼定律斯忒潘恒量：T3>T2>T1T2>T1T1維恩位移定律維恩常數(shù)：維恩（德.1864－1928）獲1911年諾貝爾物理獎(jiǎng)峰值波長(zhǎng)[例]由測(cè)量得到太陽(yáng)輻射譜的峰值為500nm，計(jì)算太陽(yáng)表面溫度、輻射功率和地球表面上接受到的太陽(yáng)輻射能功率解：將太陽(yáng)視為黑體，由維恩位移定律由斯忒潘—玻爾茲曼定律對(duì)宇宙中其他發(fā)光星體的表面溫度也可用這種方法進(jìn)行推測(cè)例1

將人體視為黑體，計(jì)算人體輻射能的峰值波長(zhǎng)是多少？解人體皮膚溫度約為34℃，約為310K，則有：對(duì)比可見(jiàn)光的波長(zhǎng)范圍大致為400nm-780nm宇宙背景輻射：與T=2.7K黑體輻射曲線相符宇宙標(biāo)準(zhǔn)模型：宇宙起源于一個(gè)奇點(diǎn)的大爆炸－膨脹，大爆炸遺跡：光子波長(zhǎng)~1mm,相應(yīng)溫度~5K1964年貝爾實(shí)驗(yàn)室彭齊亞斯、威爾孫為了跟蹤“回聲”號(hào)衛(wèi)星，校準(zhǔn)天線，發(fā)現(xiàn)無(wú)法消除的噪聲。由此發(fā)現(xiàn)宇宙背景輻射（大爆炸宇宙學(xué)論據(jù)）。榮獲1978年諾貝爾物理獎(jiǎng)1990年美國(guó)COBE衛(wèi)星精密觀測(cè)，得其能譜為（相對(duì)強(qiáng)度）三黑體輻射的瑞利—金斯公式經(jīng)典物理的困難紫外災(zāi)難四普朗克假設(shè)普朗克黑體輻射公式（1900年）普朗克常量能量子為單元來(lái)吸收或發(fā)射能量.普朗克認(rèn)為：金屬空腔壁中電子的振動(dòng)可視為一維諧振子，它吸收或者發(fā)射電磁輻射能量時(shí)，不是過(guò)去經(jīng)典物理認(rèn)為的那樣可以連續(xù)的吸收或發(fā)射能量，而是以與振子的頻率成正比的空腔壁上的帶電諧振子吸收或發(fā)射能量應(yīng)為普朗克黑體輻射公式這就是著名的普朗克黑體輻射公式.在全波段與實(shí)驗(yàn)結(jié)果驚人符合.

例3設(shè)有一音叉尖端的質(zhì)量為0.050kg，將其頻率調(diào)到，振幅.求（2）當(dāng)量子數(shù)由增加到時(shí)，振幅的變化是多少？（1）尖端