1、第 2 章,熱輻射與量子論的起源,黑體輻射,圖 2-1 空洞輻射,圖 2-2,Rayleigh-Jeans輻射公式,圖 2-3,圖 2-4,圖 2-5,圖 2-6,圖 2-7,Stefan-Boltzmann定律,圖 2-8,Wien公式,Planck輻射公式及能量子的發現,圖 2-9,Ultraviolet catastrophe,紫外災變，是指用於計算黑體輻射強度的瑞立-金斯定律(RayleighJeans law)在輻射頻率趨向於無窮大時背景編輯19世紀，由於冶金以及照明設備製造等的需要，人們急需找到黑體輻射強度和輻射頻率的關係。1889年盧默與魯本斯通過研究空腔輻射得出了黑體輻射光譜的
2、實驗數據。但是，單使用實驗數據找對應點的方法十分不便，於是，人們開始了尋找一般的公式。計算結果和實驗數據無法吻合的物理史事件。,Ultraviolet catastrophe,1900年，瑞立根據古典統計力學推出了一個公式1905年，金斯修正了瑞立輻射公式中的一個數值錯誤，以後，此公式被稱為瑞立金斯公式。,其中，w(,T) 為輻射的能量密度，k是波茲曼常數，c為真空中的光速,T是熱力學溫度。 可以看出，w在趨向於無窮大時趨向於無窮大，這於實驗數據相違背。 1911年，奧地利物理學家埃倫費斯特用紫外災變來形容古典理論的困境。,這即是普朗克的能量量子化假說，這一假說的提出比愛因斯坦為解釋光電效應而
3、提出的光子概念還要至少早五年。,Planck參照當時為大家所公認的，一切物質皆為非連續體，而是由質點所組成，而提出能量子的假說。此說的大意是：一系統之能量可為不連續的，而是能量的最小量的整數倍，此能量的最小量為一能量子 (energy quantum)。,2-5 固體比熱的Einstein理論,固體比熱的Debye理論,在低溫之情況,在極低溫之情況,在高溫之情況,光電效應,圖 2-10,圖 2-11 各種材料的臨界波長,圖 2-12 遏止電位,圖 2-13 遏止電位是頻率的函數,光電效應有三個問題無法以光的波動理論來解釋：由波動理論，光電子的動能會因光的強度增強而增加，但是由圖2-12可知，
4、Kmax與光的強度無關。由波動理論，只要光的強度甚強，則任何頻率的光均會發生光電效應。但是由圖2-13，顯示每一種材料，其表面各有一特定的截止頻率 ，低於此頻率時不論入射光的強度如何，均不能產生光電流。由波動理論，微弱光波需照射一段時間，電子由波動獲得足夠的能量之後才能使電子射出。但是光電子的射出並沒有時間的延遲。,當光子碰到金屬表面的電子，就將能量傳送給此電子，這些電子可獲得光子的所有能量或完全不獲得。當能量傳送給電子之後，光子就不存在，而電子獲得能量之後，如果能量足夠大就可脫離金屬表面。脫離金屬表面之後，此電子就損失能量 (金屬表面的功函數)。電子所獲得的最大能量是由光子所獲得的能量減去金屬的功函數。因此由頻率 照射所射出的光電子的最大動能是此為Einstein的光電子方程式，與Millikan的實驗完全相同。,2-9 Compton效應,圖 2-14,圖 2-15,圖 2-16,由能量守恆 或,2-10 X射線的產生及其繞射,圖 2-17 Coolidge型X射線管,圖 2-17 銅、鉬和鎢的K、 K和K的波長,
