物理講座原子物理攙州職大電子工程系覃湛2019.8熱輻射固體或液體,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(xiàn)象稱為熱輻射。所輻射電磁波的特征與溫度有關。固體在溫度升高時顏色的變化800K1000K1200K1400K當我們看到爐火的顏色越近藍紫端時,爐火的溫度就越高黑體輻射研究19世紀末,燈泡的發(fā)明帶來巨大的經濟利益,推動了熱輻射規(guī)律的研究。研究任何問題,都需要從最簡單的事物開始,有關熱輻射的最簡單模型是什么呢?科學家找到了黑體。為什么要把黑體作為輻射研究的理想模型呢?因為基爾霍夫研究出了一個定律:吸收能力最強的物體輻射能力也越強。黑體是吸收能力最強的物體,自然就選它為理想模型。定義:能全部吸收各種波長的輻射能而不發(fā)生反,折射和透射的物體稱為絕對黑體,簡稱黑體。不透明的材料制成帶小孔的的空腔,可近似看作黑體。黑體輻射實驗實驗裝置平行光管輻射強度由圖可見溫度越高,波長短的輻射越強實驗曲線(m)實驗值黑體輻紫外文難一射線瑞利一金斯線理論g維恩線研12345678/um究可見普朗克理論值與實驗值最吻合。但普朗克不敢相信自己的理論能量子假說普朗克把輻射黑體分子、原子的振動可看作諧振子,這些諧振子可以發(fā)射和吸收輻射能。但是這些諧振子只能處于某些分立的狀態(tài),在這些狀態(tài)中,諧振子的能量并不象經典物理學所允許的可具有任意值。相應的能量是某一最小能量ε(稱為能量子)的整數(shù)倍,即:t,1a,2a,3,…nE,n為正整數(shù),稱為量子數(shù)。能量能量怎能其中:h=6.626×1034J.s不連續(xù)呢?普朗克常數(shù)經典量子光電效應驗電器鋅板弧光/用弧光燈照射擦得很亮的鋅板,(注意用導線與不帶電的驗電器相連),使驗電器張角增大到約為30度時再用與絲綢磨擦過的玻璃棒去靠近鋅板則驗電器的指針張角會變大。表明鋅板在射線照射下失去電子而帶正電在光(包括不可見光)的照射下,從物體發(fā)射電子的現(xiàn)象稱光電效應。從鋅板上逸出的電子稱為光電子。光電效應的實驗規(guī)律①飽和光電流強度與入射光強度成正比。②對于每種金屬材料,都相應的有極確定的截止頻率v。當入射光頻率v>1c時,電子才能逸出金屬表面③線性性:用不同頻率的光照射金屬K的表面時,只要入射光的頻率大于截止頻率,遏止電勢差與入射光頻率具有線性關系。④光電效應是瞬時的。從光開始照射到光電逸出所需時間<109s。愛因斯坦的光量子假設內容:光不僅在發(fā)射和吸收時以能量為h1的微粒形式出現(xiàn),而且在空間傳播時也是如此。也就是說,頻率為v的光是由大量能量為E=hv光子組成的粒子流,這些光子沿光的傳播方向以光速c運動。愛因斯坦光電效應方程hv=E4+WE=2my為光電子的最大初動能在光電效應中金屬中的電子吸收了光子的能量,一部分消耗在電子逸出功A,另一部分變?yōu)楣怆娮右莩龊蟮膭幽蹺。按照經典電磁理論,光電子的能量應該隨著光強度的增加而增大,不應該與入射光的頻率有關,更不應該有什么截止頻率。光電效應的解釋光強大,光子數(shù)多,釋放的光電子也多,所以光電流也大2.電子只要吸收一個光子就可以從金屬