大学物理光的量子性(一)

光的量子性(一)

第十五章量子物理基础(第一节)

一、学时安排 3学时

二、教学要求 (重点 难点) 1、理解光电效应和康普顿效应的实验规律。 2、理解Einstein光子理论对这两个效应的解释,理解光的波、粒两象性。

3、掌握Einstein光电效应方程。 三、教学参考书

1、张三慧《大学物理学》,量子物理部分,清华大学出版社。

2、杨仲耆《大学物理学》,近代物理部分,高等教育出版社。

3、黄时中等《大学物理学》,下册,中国科学技术大学出版社。

本章只介绍前三节,本节介绍Planck能量子假说及黑体辐射公式。

一、简介热辐射

一切宏观物体都以电磁波的形式向外辐射能量。对给定物体而言,在单位时间内辐射能量的多少决定于物体的温度,这种辐射就称为热辐射(温度辐射)。

如灯丝通入电流后,当温度低于800K时,只感到灯丝发热,而不见发光,这时绝大部分的辐射能发布在光谱的红外长波部分,肉眼看不到,可用专门仪器来测定。但当温度高于800K后,灯丝开始呈现红色,而单位时间内辐射的能量也增多;当温度再升高时,灯丝便由红变黄;当温度升到很高时,灯丝即发白光,达到白炽化,单位时间内辐射的能量也更大。但必须指出:即使灯丝不通电流,它也在不断辐射能量,只不过数量很少而已。

为了描述各种物体的热辐射,现引入两个物理量—单色辐出度(单色发射本领),辐射出射度(辐出度)。

1、描述热辐射的两个物理量 (1)单色辐出度

实验表明,一物体在一定温度下和在一定时间内,从物体表面的一定面积上所发射的、在任何一段波长范围内的辐射能量,都有一定的量值。

单位时间内从物体表面单位面积发射的波长在?附近单位波长间隔内的辐射能称为单色辐出度(单色辐射本领):

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