普朗克假说完整版.pptx

一）何谓热辐射物体在任一温度下发射从红外线、可见光到紫外线的现象。火炉600度1000度400度因辐射与温度有关，故称热辐射

1)从经典物理学看来热辐射过程的实质是物质以电磁波的形式向外辐射电磁波的过程。其辐射的能量称之为辐射能。2）热辐射有平衡热辐射与非平衡热辐射：当物体因辐射而失去的能量等于从外界吸收的辐射能时，这时物体的状态可用一确定的温度来描述，这种热辐射称为平衡热辐射。反之称为非平衡热辐射。二）单色辐出度、辐射出射度、单色吸收率、单色反射率实验表明：物体辐射能多少决定于物体的温度（T）、辐射的波长、时间的长短、发射的面积

1）单色辐出度（单色发射本领）单位时间内，温度为T的物体上单位面积上发射波长在??+d?范围内的辐射能dM?与波长间隔d?比值，用M（??）表示。光源S=1显然，它是波长和温度的函数2）辐射出射度（总发射本领）单位时间内从物体单位面积上所辐射的各种波长的总的辐射能，用M（T）表示。

光源S=1显然，它是温度的函数2）辐射出射度（总发射本领）单位时间内从物体单位面积上所辐射的各种波长的总的辐射能，用M（T）表示。实验表明:吸收与反射的能量与物体温度有关、与辐射能的波长范围有关.3)单色吸收率单色反射率不透明介质A吸吸收I入射入射R反反

定义：一束波长为???+??，强度为I?的电磁辐射入射到温度为T的物体上时，若反射光的强度为R（?T），吸收光的强度为A（?T），则定义：单色吸收率：单色反射率：显然，对不透明的物体：不透明介质A吸吸收I入射入射R反反

可得：4）黑体（blackbody）在任何温度、对于任何波长的辐射的吸收率均为1的物体，称之为黑体。注意：1）黑体是对入射的辐射能全部吸收（不管什么波长）的物体，也不反射。因此当其自身的热辐射很弱时，看上去是黑洞洞的。对右式同除I?

2）黑体是理想化的模型，实际中的物体的吸收率总是小于1。抛光的铜镜表面：一般金属表面：煤烟：3）一个开有小孔的内表面粗糙的空腔可近似看成理想的黑体。如远处不点灯的建筑物若室内点灯（自身辐射不很弱）

三）基尔霍夫定律（Kirchhoff’sLaw）在同样的温度下，各种不同的物体对相同波长的单色辐出度与单色吸收率之比值都相等，且等于在该温度下黑体对同一波长的单色辐出度。为黑体的单色辐出度为黑体的单色吸收率其中：物理含义：好的吸收体也是好的辐射体。

研究热辐射的中心问题是研究黑体的辐射问题四）黑体辐射的实验研究1）实验装置AL1BPL2C黑体准直系统三棱镜测量系统

2）黑体辐射的规律1.02.03.04.05.0203010405060?(nm)2200K2000K1800K1600KA)斯忒蕃--玻尔兹曼定律：黑体辐射出射度与绝对温度有如下关系：斯忒蕃--玻尔兹曼常数含义：它说明对于黑体，温度越高，辐出度M0（T）越大且随T增高而迅速增大。

2）黑体辐射的规律B)维恩位移定律：黑体温度增高时，其单色辐出度的峰值波长向短波方向传播，且有如下关系：峰值波长T：绝对温度火炉1000度2000度800度炉火纯青注意：1）以上两规律只适用于黑体，对非黑体只近似成立。1.02.03.04.05.0203010405060?(nm)2200K2000K1800K1600K

2）热辐射规律在现代技术中有广泛的应用---高温测量、遥感、遥测、红外跟踪等。例：太阳可以看成黑体，地球上测出其峰值波长为?m=5100?，则其表面温度和辐出度为多少？由解：

五）热辐射的理论解释、普朗克量子假说用经典力学理论来解释热辐射，建立了两个公式：1）维恩公式（Wien’sformula）1896年德国维恩（Wien）从热力学普遍理论出发，将黑体谐振子能量按频率分布类同于Maxwell速度分布，由经典理论导出以下公式维恩公式C1、C2须用实验确定。此公式在长波方面与实验数据不符。1.02.03.04.05.06.07.08.09.0?(nm)

1.02.03.04.05.06.07.08.09.0?(nm)2）瑞利--金斯公式（Rayleigh-jean’sformula）1900年瑞利--金斯利用经典电动力学和统计力学（将固体当作谐振子且能量按自由度均分原则及电磁辐射理论）得到一个公式：C为光速K=1.380658?10-23J/K波尔兹曼常数此公式在短波区域明显与实验不符，而理论上却找不出错误--“紫外线灾难”,像乌