2022-2023學(xué)年高二物理競賽課件：量子物理學(xué)之黑體輻射

量子物理學(xué)之黑體輻射量子理論的誕生黑體輻射→能量子光電效應(yīng)→光量子量子理論的誕生19世紀(jì)末——20世紀(jì)初，物理學(xué)有許多新發(fā)現(xiàn)，同時面臨許多新問題；開爾文：“經(jīng)典物理學(xué)萬里晴空中升起兩朵烏云”

新理論誕生微觀世界的規(guī)律高速領(lǐng)域的規(guī)律——SpecialTheoryofRelativity——QuantumTheory以太漂移假說與邁克爾孫－莫雷實驗“零結(jié)果”；能量均分定理與固體比熱容實驗測定（非恒定）和黑體熱輻能譜分布實驗不符；本章可分為三部分一、量子概念的引入——

能量量子化（能量子）、（角）動量量子化、軌道量子化二、微觀粒子的波粒二象性——

物質(zhì)波、波函數(shù)、薛定諤方程三、用量子概念解釋電子在原子中的運動規(guī)律1.熱輻射一、黑體輻射在任何溫度下，物體輻射出各種頻率的電磁波；輻射能量按頻率的分布與溫度有關(guān)。平衡熱輻射：同一時間內(nèi)從物體表面輻射的電磁波的能量和它吸收的電磁波的能量相等。由于物體中的分子、原子受到熱激發(fā)而發(fā)射電磁波的現(xiàn)象。物體在任何時候都存在發(fā)射和吸收電磁輻射的過程。實驗表明：輻射能力越強(qiáng)的物體，其吸收能力也越強(qiáng).2.描述熱輻射的物理量（1）單色輻射出射度（輻射能譜密度）單位：單位：單位時間內(nèi),熱力學(xué)溫度為的物體單位面積（2）輻射出射度單位時間內(nèi),熱力學(xué)溫度為的物體單位面積一、黑體輻射附近單位頻率區(qū)間）的電磁波的能量。發(fā)出的波長在附近單位波長區(qū)間（或頻率在上輻射的各種波長電磁波能量之和。3.黑體輻射能完全吸收照射到它上面的各種頻率的電磁輻射的物體.(1)黑體:一、黑體輻射3.黑體輻射能完全吸收照射到它上面的各種頻率的電磁輻射的物體.(1)黑體:黑體模型：開有小孔的空腔一、黑體輻射3.黑體輻射(2)黑體輻射輻射含有各種頻率成分，且不同頻率的電磁波強(qiáng)度也不同，其分布因溫度而異.一、黑體輻射4.黑體輻射的兩個實驗定律（1）Stefan—Boltzman定律斯特藩—玻爾茲曼常量（2）Wien

位移定律0100020001.00.5

3000K6000K維恩常數(shù)峰值波長一、黑體輻射024681012鎢絲和太陽的單色輻出度曲線21210468太陽可見光區(qū)

太陽（5800K）鎢絲可在黑夜利用紅外熱成像儀偵查目標(biāo)，但“道高一尺、魔高一丈”，可在目標(biāo)表面涂上降溫迷彩材料進(jìn)行反偵查。。紅外熱象診斷手的紅外熱象圖，顏色是偽彩色，表示手掌表面不同的區(qū)域紅外輻射量不同。01236123455.黑體輻射兩個實驗定律的經(jīng)典理論解釋（1）1896年，維恩公式（2）1900.6.瑞利