第五篇量子现象和量子规律 第16章场的量子性 本章共3讲
? 本章共3讲 第五篇 量子现象和量子规律 第16章 场的量子性
普朗克(德) 1858-1947 爱因斯坦(德) 18791955 1918年获诺贝尔物理学奖 波尔(丹麦) 1921年获诺贝尔物理学奖 1885-1962 1922年获诺贝尔物理学奖 1900~1926年是量子力学的酝酿时期,此时的量子 力学是半经典半量子的学说,称为旧量子论
•1900～1926年是量子力学的酝酿时期，此时的量子 力学是半经典半量子的学说，称为旧量子论。 爱因斯坦（德） 1879-1955 波尔（丹麦） 1885-1962 1922年获诺贝尔物理学奖 1921年获诺贝尔物理学奖 普朗克（德） 1858-1947 1918年获诺贝尔物理学奖
海森堡(德) 薛定谔(奥地利) 1901-1976 1887~1961 1932年获诺贝尔物理学奖 狄拉克(英) 1933年获诺贝尔物理学奖 1902~1984 1933年获诺贝尔物理学奖 1926年,海森堡和薛定谔从不同出发点建立 量子力学。 1928年,狄拉克统一相对论和量子论的成就
•1926年，海森堡和薛定谔从不同出发点建立 了 量子力学。 •1928年，狄拉克统一相对论和量子论的成就。 海森堡（德） 1901-1976 1932年获诺贝尔物理学奖 薛定谔（奥地利） 1887~1961 1933年获诺贝尔物理学奖 狄拉克（英） 1902~1984 1933年获诺贝尔物理学奖
第五篇量子现象和量子规律 第十六章场的量子性 一个人要是对量子物理学不曾感到震惊 他就根本没有理解它 尼尔斯被尔(丹,1885-19682) 互斥即互补” 玻尔的族徽
第五篇 量子现象和量子规律 第十六章 场的量子性 一个人要是对量子物理学不曾感到震惊， 他就根本没有理解它. －尼尔斯.玻尔（丹麦.1885－1962） “互斥即互补” 玻尔的族徽
结构框图 经典光学的困难旧量子论 黑体辐射的 普朗克 实验规律 能量子假设 光与物质的相爱因斯坦 激光 互作用 光子理论 原理 氢原子光谱实 玻尔氢 验规律 原子理论 重、难点:爱因斯坦光子论,光的浪粒二象性 学时:6
结构框图 学时： 6 重、难点： 爱因斯坦光子论，光的波粒二象性 黑体辐射的 实验规律 普朗克 能量子假设 光与物质的相 互作用 爱因斯坦 光子理论 激光 原理 氢原子光谱实 验规律 玻尔 氢 原子理论 经典光学的困难 旧量子论
人类通过对光的本性的认识逐渐认识场的量子性 17-18几何光学-牛顿“微粒说“ 世纪物理光学-惠更斯“波动说 (光是以太中的机械波) 19世纪:经典光学麦克斯韦电磁说(光是电磁波) 统一物理光学和电磁学。 20世纪:近代光学爱因斯坦光子说(光是光量子流) 光的波粒二象性 信息光学来自经典光学(夫琅和费衍射) 现代光学 强光光学—来自近代兴学(激光)
人类通过对光的本性的认识逐渐认识场的量子性 : 17－18 世纪 几何光学－牛顿“微粒说“ 物理光学－惠更斯“波动说“ （光是以太中的机械波） 现代光学 信息光学——来自经典光学（夫琅和费衍射） 强光光学——来自近代光学（激光） 19世纪：经典光学——麦克斯韦电磁说（光是电磁波） 统一物理光学和电磁学。 20世纪：近代光学——爱因斯坦光子说（光是光量子流） 光的波粒二象性
§16.1热辐射普朗克能量子假说 黑体辐射的实验规律 1热辐射 由于物体内分子、原子的热运动,一切物体都以电磁 波形式向外辐射能量,其功率和波长只取决于物体的 温度,称为热辐射 例:物体在温度升高时颜色的变化-辐射频率不同 物体发射能量的同时,又吸收周围其它物体的辐射能。 当发射=吸收时,其温度不变平衡热辐射 (动态平衡)
§16.1 热辐射 普朗克能量子假说 一、黑体辐射的实验规律 1.热辐射 由于物体内分子、原子的热运动，一切物体都以电磁 波形式向外辐射能量，其功率和波长只取决于物体的 温度，称为热辐射 例：物体在温度升高时颜色的变化－辐射频率不同 物体发射能量的同时，又吸收周围其它物体的辐射能。 当发射 = 吸收时，其温度不变——平衡热辐射 （ 动态平衡）
物体对外来辐射能量的吸收、反射具有选择性 2.绝对黑体 能全部吸收(不反射)任何波长的入射辐射能的物体 称为绝对黑体。 模型:空腔小孔 注意:黑体≠黑色物体 实验发现:物体的电磁辐射能力与吸收能力一致。 黑体:既是完全吸收体,又是理想发射体
物体对外来辐射能量的吸收、反射具有选择性。 2. 绝对黑体 能全部吸收（不反射）任何波长的入射辐射能的物体 称为绝对黑体。 模型：空腔小孔 注意：黑体 黑色物体 实验发现：物体的电磁辐射能力与吸收能力一致。 黑体：既是完全吸收体，又是理想发射体
3.绝对黑体的辐射定律 定义两个物理量: en(,T)一单色辐射本领 单位时间内,从物体表面单位面积上发射的波长 九→九+d范围的辐射能与波长闯隔d之比 dE e(,T)= d见 E0(T)一总辐射本领: 单位时间内从物体表面单位面积上发射的各种波长的 总辐射能 E0(T)=en(4,7)d
3. 绝对黑体的辐射定律 eo (,T)—单色辐射本领： 单位时间内，从物体表面单位面积上发射的波长 → + d范围的辐射能与波长间隔d之 比 d dE eo ( ,T) = 定义两个物理量： E0 (T)—总辐射本领： 单位时间内从物体表面单位面积上发射的各种波长的 总辐射能 E0 (T) e (,T)d o o =
测定黑体单色辐射本领按浪长分布的实验装置 绝对黑体 平行光管三棱镜 热 电偶 实验曲线 e(T,1) 1700K E0(T)=e0(元,7)d元 1500K 1300K 总辐射本领即曲线下的积。 1100K 23456 n(um
测定黑体单色辐射本领按波长分布的实验装置 T 平行光管 绝对黑体 三棱镜 0 1 2 3 4 5 6 ( , ) e0 T ( m) 实验曲线 总辐射本领即曲线下的面积。 E0 (T) e0 (,T)d o =