西安科技大学：《大学物理》课程教学资源（PPT课件）第十八章 量子物理基础

第十八章 暑手物理基微 量子物理B 量子物理C

量子物理B 量子物理C

§18-1 热辐射 一.描述热辐射的基本物理量 1.单色辐出度M(T) 0定义：物体表面单位面积单位时间 内所发射、波长在入-一入+d)范围内的 辐射能dM2与波长间隔之比，即 M(T)= dM, dλ

一 .描述热辐射的基本物理量 1.单色辐出度 M (T) §18-1 热辐射 定义：物体表面单位面积单位时间 内所发射、波长在-+d范围内的 辐射能dM与波长间隔之比，即    d dM M (T) =

口意义：反映不同温度下物体的辐射 能按波长分布的情况 2.辐出度M(D 0定义：物体表面单位面积单位时间 内发射的各种波长的总辐射能，即 M(T)=M(T)d刀 0 意义：反映了不同温度下物体单位 面积发射的辐射功率的大小

意义：反映不同温度下物体的辐射 能按波长分布的情况 2.辐出度 M(T) 定义：物体表面单位面积单位时间 内发射的各种波长的总辐射能，即 M(T) M (T)d 0  = 意义：反映了不同温度下物体单位 面积发射的辐射功率的大小

3.单色吸收率和单色反射率 p 单色反射率 单色吸收率 单色透射率 不透明时P2+a2=1 当乙，=1时，则称为绝对黑体

3.单色吸收率和单色反射率 P P P P      P = P + P + P        P P P P P P 1= + +    =  + + 单色反射率 单色吸收率 单色透射率 不透明时 + =1   当 =1时，则称为绝对黑体

二基尔霍夫定律 热平衡时：发射辐射能量=吸收辐射能量 即 M(T)_M2(T) MB2(T) a,(2,T) a2(2,T) ap(A,T .C(人，T)=1 Mi(T) =M B2(T) a,(2,T) 基尔霍夫定律 绝热真空腔体

( , ) ( ) ( , ) ( ) ( , ) ( ) 2 2 1 1 T M T T M T T M T B B          = == 二.基尔霍夫定律 ( ) ( , ) ( ) M T T M T B i i      = 热平衡时：发射辐射能量=吸收辐射能量 绝热真空腔体 1 B -基尔霍夫定律 2 3  即 B (,T) =1

M(T) a(2,T) =MB2(1 讨论： 口好的发射体，必是好的吸收体 0 对任何波长的辐射能，绝对黑体所 发射的能量都要比相同温度下其它 物体发射的能量多

讨论： 好的发射体，必是好的吸收体 对任何波长的辐射能，绝对黑体所 发射的能量都要比相同温度下其它 物体发射的能量多 ( ) ( , ) ( ) M T T M T B    =

三.绝对黑体的辐射定律 1.黑体模型 绝对黑体：开小 孔的腔体 外壳 热屏藏套管 腔芯 热电偶 腔体 保温层 加热线圈

三.绝对黑体的辐射定律 1．黑体模型 绝对黑体：开小 孔的腔体 外壳 热电偶 保温层 加热线圈 腔体 腔芯 热屏蔽套管

2.黑体单色辐出度实验曲线 规律： MB(T) 曲线随T的升高而 提高，即Mg随T升 高而增大 IMB(T)随入连续变 化，每条曲线有一 峰值 口随T的升高，峰值波长2m减小

2.黑体单色辐出度实验曲线 MB (T)随连续变 化，每条曲线有一 峰值 M (T) B  T1 T2 T3 曲线随T的升高而 T4 提高，即MB随T升 高而增大 随T的升高， 峰值波长m减小 1m 规律：

3.黑体的辐射定律 (1)斯特藩-玻耳兹曼定律 01879年德国物理学家斯特藩实验得 到，1884年玻耳兹曼由光的电磁理 论和热力学证实有如下结果： MR(T)=OT o=5.67051×10-8W/m2.K4 斯特藩常数

3.黑体的辐射定律 1879年德国物理学家斯特藩实验得 到，1884年玻耳兹曼由光的电磁理 论和热力学证实有如下结果： (1)斯特藩-玻耳兹曼定律 4 MB (T) =T  =5.6705110-8 W/m2·K4 -斯特藩常数

(2)维恩位移定律 01893年德国物理学家维恩根据电磁 理论和热力学理论得到 九T=b b=2.897756×103mK 4.经典物理学所遇到的困难 19世纪末，物理学最引人注目的课 题之一：从理论上导出与实验相符 的黑体单色辐出度表达式

(2)维恩位移定律 m T = b b=2.89775610-3 mK 1893年德国物理学家维恩根据电磁 理论和热力学理论得到 4.经典物理学所遇到的困难 19世纪末，物理学最引人注目的课 题之一：从理论上导出与实验相符 的黑体单色辐出度表达式