1、1、量子物理，高等院校物理學(xué)第五卷，2，引言第一章波粒二象性第二章薛定諤方程第三章原子中電子第四章固體中電子第五章粒子物理概要，量子力學(xué)的基本原理和簡單應(yīng)用，3，引言，十九世紀(jì)末，古典物理相當(dāng)成熟，對(duì)物理現(xiàn)象本質(zhì)的認(rèn)識(shí)似乎已經(jīng)完成，但在歡樂的氣氛中， 有兩個(gè)小小的不安烏云：擺脫傳統(tǒng)物理學(xué)框架，4，學(xué)習(xí)方法處理三個(gè)關(guān)系：形象和抽象注意抽象思維能力演繹和歸納注意接受新觀點(diǎn)的學(xué)習(xí)歸納法創(chuàng)造思維物理和技術(shù)學(xué)習(xí)應(yīng)用物理原理的技術(shù)創(chuàng)新，5，1.1黑體輻射(和平板支撐的能量與這種溫度相關(guān)的輻射稱為熱輻射(heat radiation )。 熱輻射的電磁波的能量相對(duì)于頻率分布。 不同溫度下熱輻射電磁波的能量不

2、同，頻率分布也不同。 6、同樣是黑白花瓣2枚攝影圖片，在室溫下反射光，1100K，自發(fā)射光，(溫度關(guān)系)，激光，熒光燈發(fā)光不熱輻射。 7、設(shè)溫度為t時(shí)，對(duì)單位時(shí)間內(nèi)從物體的單位表面發(fā)出的頻率位于附近的單位頻率區(qū)間的電磁波的能量進(jìn)行分光放射出射度M(T )、1分光放射出射度M(T )、1 .記述熱輻射的物理量，m的SI單位為W/(m2Hz )、8、注意：圖中的鎢線， 太陽的m縱坐標(biāo)尺度不同，9，2 .總輻射M(T )，m的單位為w/m2，3，3 .光譜吸收率(t )，這些個(gè)的物理量都與物體的種類及其表面情況有關(guān)。 (t )溫度為t時(shí)，(單位時(shí)間內(nèi))入射到物體(單位表面)，頻率在d間隔內(nèi)的電磁波的

3、能量被物體吸收的比例。 平衡熱輻射，物體具有一定的溫度。 只考慮平衡的熱輻射情況。 如果物體所發(fā)射的能量等于同一時(shí)間內(nèi)所吸收的能量，則熱輻射過程達(dá)到熱平衡，稱為平衡熱輻射。 熱輻射的狀況與物體的種類及其表面有關(guān)，情況過于復(fù)雜如何研究熱輻射規(guī)律？ 提出“理想模式”的方法。 11、1 .黑體是能夠完全吸收照射到其上的各種頻率的電磁波的物體，被稱為黑體。 二、黑體和黑體輻射的基本規(guī)律，維恩修訂的黑體：黑體，黑體可以吸收不同頻率的電磁波，輻射不同頻率的電磁波。 黑體的光譜吸收比(T)=1-理想模型。 然后按一下。 在不透明材料的模腔中開的小孔。 實(shí)驗(yàn)表明，放射熱大的物體吸收能力也大(實(shí)驗(yàn)演示)。 黑體

4、吸收能力最大，輻射能力也最大。 黑體(其熱輻射)正好與空洞的形狀、材料及表面態(tài)無關(guān)，均為最佳研究對(duì)象。 研究熱輻射本身的規(guī)律，輻射能力m只能與頻率、溫度有關(guān)，必須利用與材料及表面態(tài)無關(guān)的物體。 13、各具體物體的總輻射度可以通過實(shí)驗(yàn)規(guī)定的“黑度系數(shù)”(有“機(jī)電筆記本”就可以查看)得到。 例.油氈(法線)0.93 (200C )氧化銅(法線)0.60.7(500C )，14，2 .研究黑體輻射的實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖：黑體，熱電偶(。=5.6710- 8 W/(m2K4)、4溫位移定律(實(shí)驗(yàn)定律)、黑體輻射光譜中輻射最強(qiáng)的頻率m和黑體溫度t之間滿足比例關(guān)系，C=5.881010 Hz/K、總輻射度M(

5、T )和黑體溫度太陽為黑體，進(jìn)行測量，然后確定，緩沖在紅外相機(jī)拍攝的人頭部的熱圖中，熱表兄弟痣顯得白色，而寒表兄弟痣顯得黑色。17、3 .如何解釋經(jīng)典物理學(xué)面臨的困難黑體輻射實(shí)驗(yàn)曲線，可認(rèn)為空室壁產(chǎn)生的熱輻射，在空室壁內(nèi)有很多以壁為結(jié)節(jié)點(diǎn)的電磁駐波。 其中最典型的是維也納式和瑞利金斯式、黑體內(nèi)的駐波，但從古典理論導(dǎo)出的M(T )式均與實(shí)驗(yàn)結(jié)果不一致，18，(1)假設(shè)維恩式(不是以前的維恩位移式)駐波能量的頻率分布類似于(古典的)麥斯威爾速度分布率是，(2)瑞利金斯公式假定駐波的平均能量為kT (經(jīng)典能量平均定理)，所得到的、在低頻，維也納曲線偏離了實(shí)驗(yàn)曲線，在射頻波頻帶(紫外區(qū))與實(shí)驗(yàn)明顯不一

6、致，短波的界限為無限大“紫外災(zāi)害”，19、2 即，物體放射或吸收電磁輻射只能用“量子”方式，各能量子的能量是。 將=h，其中h=6.62610 - 3 4 Js稱為普朗特?cái)?shù)。 我們認(rèn)為，平板支撐是空洞黑體的熱平衡狀態(tài)，是構(gòu)成空洞壁的帶電諧振器與空洞內(nèi)的電磁輻射交換能量而取得平衡的結(jié)果。 諧振器的能量為21，2 .平板支撐式，平板支撐在德意志物理學(xué)會(huì)上報(bào)告了極符合全頻帶實(shí)驗(yàn)結(jié)果的平板支撐式：1900.12.14.-量子理論生日。 對(duì)玻爾的平板支撐量子論的評(píng)價(jià)：22，在思想束縛下得到的這個(gè)解放。 ”知識(shí)的這種不可思議的進(jìn)展，使人們從傳統(tǒng)的東西中，“科學(xué)殿堂里有很多人：愛戀的科學(xué)的人是為了滿足知識(shí)快

7、感，有的人是為了純粹功利的目的，平板支撐愛老虎油科學(xué)是為了得到現(xiàn)象世界的普遍基本法則，他以偉大的創(chuàng)造觀念成為了造福世界的人。 平板支撐獲得了1918年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。 平板支撐本主兒也有很多困惑的和彷徨，能量不連續(xù)的概念和經(jīng)典物理學(xué)完全不相容，23、為什么在宏命令世界上看不到能量分離的現(xiàn)象，5、量子假說的意義和宏命令現(xiàn)象的關(guān)系，例如質(zhì)量m=1g的小珠子懸掛在小彈簧下振幅A=1mm 彈簧的強(qiáng)度系數(shù)k=0.1N/m。 用量子理論來修正，這個(gè)彈簧振子的能級(jí)間隔是多少？減少一個(gè)能量子時(shí)的振動(dòng)能量的相對(duì)變化是多少？ 量子論是古典物理不附屬的新理論，適用范圍廣。能量、24、能級(jí)間隔、振子的現(xiàn)有能量、相對(duì)

8、能量變化、彈簧振子的頻率、這樣微小的相對(duì)能量變化在現(xiàn)在的技術(shù)條件中是無法測量的。 現(xiàn)在能做的最好的能量極限分辨率是：所以，宏命令的能量變化看起來都是連續(xù)的。 25、葉企孫老師(18981977 )、中國科學(xué)院學(xué)部委員(常務(wù))、清華高等院校初代物理系主任(1926 )初代理學(xué)院院長(1929 )、1921葉企孫、W.Duane，h .實(shí)驗(yàn)裝置：GD是光電管，光通過灰水晶窗照射到陰極k上，光電子從陰極表面逃走。 光電子在電場加速下向陽極a移動(dòng)，形成光電流。 1.3光的二象性光子，實(shí)驗(yàn)規(guī)則：27，(1)光強(qiáng)度I照射一定頻率的光，得到的飽和光電流強(qiáng)度im一定，光強(qiáng)度越大飽和光電流強(qiáng)度也越大。 另外，在

9、電壓U=0時(shí)，光電流不是零，僅在兩極間施加了反電動(dòng)勢(shì)U=Uc 0的情況下光電流I成為零。 這表示從陰極放出的光電子具有初始動(dòng)能：(2)在相同頻率下照射強(qiáng)度大小不同的光，截止關(guān)斷電壓Uc與光強(qiáng)度無關(guān)，是相同的。28、截止關(guān)斷電壓Uc與頻率的具體實(shí)驗(yàn)規(guī)則：截止關(guān)斷電壓與入射光頻率的關(guān)系，其中k是斜率，普適常數(shù)，U0是截尾，材料關(guān)系，直線與橫軸的升交點(diǎn)是紅限制頻率0 .U0，線性關(guān)系，Uc，29，(4)如果光電效應(yīng)瞬時(shí)產(chǎn)生的入射光頻率是0，則光成為以上實(shí)驗(yàn)規(guī)律與古典電磁波的概念完全不同，古典波的能量在空間上連續(xù)分布。 想想看??！ 30、愛因斯坦在1905年提出了光量子假說： (1)電磁輻射由光速c下

10、運(yùn)動(dòng)的空間的有限范圍內(nèi)的光量子(光子)組成，各光量子的能量與輻射頻率的關(guān)系為=h，其中h為普朗特?cái)?shù)。 (2)光量子具有“包容性”。 一個(gè)光子作為整體只能被電子吸收或發(fā)射。31、愛因斯坦的光電效應(yīng)解釋：光照射到金屬表面上，光子能量立即被金屬中的自由電子吸收。 然而，僅當(dāng)入射光的頻率高于一盞茶時(shí)(當(dāng)每一個(gè)光量子的能量h大于一盞茶時(shí))，才可以克服電子從工作中逃逸的金屬表面。 光電子的最大初始動(dòng)能僅與入射光的頻率有關(guān)，與光的強(qiáng)度無關(guān)。 逸出的電子的最大初始動(dòng)能是(A-逸出功)，32，電子的能量克服逸出功不一盞茶產(chǎn)生光電效應(yīng)，因此存在紅限頻率：如果是0，則立即產(chǎn)生光電子(瞬間效應(yīng))。- a、U0都與材料的種類有關(guān)，即時(shí)、33、光電效應(yīng)對(duì)光的本質(zhì)認(rèn)識(shí)和量子論的發(fā)展起到過重要的作用。 愛因斯坦在1921年獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。 光量子假說解釋了光電效應(yīng)的所有實(shí)驗(yàn)規(guī)則，但直到1910年，仍未被物理學(xué)界所接受！ 34、平板支撐在PHYSIK雜志的執(zhí)行主編中，對(duì)愛因斯坦的工作給予了很高的評(píng)價(jià)。 在平板支撐獲得博士學(xué)位的50個(gè)周年紀(jì)念會(huì)上，平板支撐授予愛因斯坦一枚平板支撐獎(jiǎng)牌，35、- -密立根準(zhǔn)確地訂正了k，訂正了普朗特?cái)?shù)h=6.56 10-34 Js，與當(dāng)時(shí)用其他方法