1、 第一章第一章 量子物理基础量子物理基础量子理论的诞生引言引言1 黑体辐射和普朗克的能量子假说黑体辐射和普朗克的能量子假说一 . 基本概念1. 热辐射定义 分子的热运动使物体辐射电磁波例如：加热铁块基本性质 温度 发射的能量 电磁波平衡热辐射 物体辐射的能量等于在同的短波成分 一时间内所吸收的能量2. 辐射能量按波长的分布 单色辐出度 M3. 总辐出度 M（ T）单位时间内从物体单位表面发出的 波长在二 . 黑体和黑体辐射的基本规律1. 黑体能 完全 吸收 各种波长电磁波 而无反射的物体 M 最大且 只与温度有关而和材料附近单位波长间隔内 的电磁波的能量。及表面状态无关4维恩位移律m = b/
2、T b = 2.89775610-3 mK5理论与实验的对比3. 斯特藩 -玻耳兹曼定律M(T)=T 4 = 5.6710-8 W/m 2K42. 维恩设计的黑体三 . 经典物理学遇到的困难四 . 普朗克的能量子假说和黑体辐射公式2. 普朗克假定（ 1900）h = 6.626075510 -34 Js3. 普朗克公式 经典能量 = h在全波段 与实验结果惊人符合 物体 -振子 经典理论： 振子的能量取 “连续值 ”物体发射或吸收电磁辐射 :1 “振子 ”的概念 （ 1900年以前 )量子2 光电效应和爱因斯坦的光量子论光电效应和爱因斯坦的光量子论一 . 光电效应的实验规律1光电效应光电子光电
3、效应2实验装置3. 实验规律4.0 6.0 8.0 10.0(1014Hz)0.01.02.0Uc(V)Cs Na Ca Uc= K - U0与入射光强无关光电子的最大初动能为 只有当入射光频率 v大于一定的频率 v0时 ，才会产生光电效应 0 称为 截止频率 或 红限频率 饱和光电流强度 im 与入射光强 I成正比 光电效应是瞬时发生的驰豫时间不超过 10-9s二 .经典物理学所遇到的困难按照光的经典电磁理论： 光波的能量分布在波面上，阴极电子积1.普朗克假定是不协调的三 .爱因斯坦的光量子论只涉及发射或吸收 ,未涉及辐射在空间的传播。 光波的强度与频率无关，电子吸收的能量也与频率无关，更 不存在截止频率！累能量克服 逸出功 需要一段时间，光电效应 不可能瞬时发生！3. 对光电效应的解释当 A/h时，不发生光电效应 。红限频率四 .光电效应的意义 光量子具有 “整体性 ” 电磁辐射由以光速 c运动的局限于空间某一小范围的光量子 （光子） 组成， = h2.爱因斯坦光量子假设 (1905)3 光的波粒二象性光的波粒二象性 康普顿散射康普顿散射一 .光的波粒二象性1. 近代认为光具有波粒二象性 在有些情况下，光突出显示出波动性； 粒子不是经典粒子 , 波也不是经典波2. 基本关系式粒子性： 能量 ， 动量 P波动性： 波长 ， 频率 而在另一些情况下，则突出显示出粒子性。
