普朗克假设,量子论理念和普朗克正规棋牌游戏

2019-10-09 22:50栏目:数理科学
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广为人知的另一朵“乌云”热辐射实验引发了物理学的又一次革命,量子力学诞生了. 1.普朗克量子论 一切物体都发射并吸收电磁波.物体发射电磁波又称热辐射,温度越高辐射的能量越多,辐射中短波成分比例越大.完全吸收电磁辐射的物体发射电磁辐射的本领也最强,这种理想的物体称为黑体.科学家开始研究黑体辐射电磁波的能量与黑体温度以及电磁波波长的关系,从实验上得出了著名的黑体辐射定律.1879年,斯特蕃总结出黑体辐射总能量与黑体温度4次方成正比的关系:E一a洲.1884年这一关系得到玻耳兹曼从电磁理论和热力学理论的证明. 1893年发表的维恩分布定律更是引起了物理学界的注意.假设电磁辐射由组成黑体的谐振子发出,按照经典理论,谐振子的能量可以连续地变化,电磁波的能量也是可以连续变化的,但是理论结果与实验定律相矛盾.普朗克认为维恩的推导过程不大令人信服,假设太多,似乎是凑出来的.1900年,普朗克提出了量子理论:黑体中的振子具有的能量是不连续的,它们发射或吸收的电磁波的能量也是不连续的.如果发射或吸收的电磁辐射的频率为*,则发射或吸收的辐射能量只能是加的整倍数,h为普适常量,称为普朗克常量.普朗克的量子理论成功地解释了黑体辐射定律,这种能量不连续变化的概念,是对经典物理概念的革命,普朗克的理论预示着物理观念上革命的开端. 瑞利看到维恩分布定律在长波方向的偏离,感到有必要提醒人们:在高温和长波的情况下,麦克斯韦一玻耳兹曼的能量均分原理似乎仍然有效.于是他假设在辐射空腔中,电磁谐振的能量按自由度平均分配,由此得出uOC扩T或u戊汇’T,这个结果要比维恩辐射公式更能反映高温下长波辐射的情况.1905年,瑞利和金斯得到一孚、T,这个公式称为瑞利一金斯定律?它代表了能量均分原理在黑体辐射问题上的运用. 普朗克很快找到一个公式,把代表短波方向的维恩公式和代表长波方向的实验结果综合在一起:u一以一尹习这就是普朗克辐射定律?鲁本斯得知这一公式后,渊把自己的实验结果和理论曲线进行比较,发现完全符合.于是,两人就在190。年10月19日向德国物理学会作了报告.普朗克的题目叫“维恩光谱方程的改进”,报告了他得到的经验公式.作为理论物理学家,普朗克当然不满足于找到一个经验公式.经过两三个月的努力,他终于在190。年底用一个能量不连续的谐振子假设,按照玻耳兹曼的统计方法,推出了黑体辐射公式. 普朗克的能量不连续谐振子假设也叫能量子假设,这个假设的提出对物理学有划时代的意义.但是,坚持经典理论的物理学家还大有人在,怀疑和非难接踵而来.1911年,埃伦费斯特用“紫外灾难”来形容经典理论的困境.其实,物理学面临的不是危机而是一场伟大的革命.黑体辐射的研究为量子理论的建立打响了第一炮.1887年赫兹发现了光电效应,1902年光电效应现象中的许多问题难以用波动说解释.1905年,爱因斯坦将普朗克提出的能量子的概念加以推广,用来处理光与物质的相互作用的问题.他假设光在空间传播时,一束光是一群以光速‘运动的粒子流,这些粒子即为光量子.每一个光子的能量为E一加,不同频率的光子,其能量也不同,当光子撞到金属阴极时,电子接收一个光子的能量,其中一部分能量消耗于逸出功A,剩余的能量贝。转化成电子的动能,即、口一合阴扩+、.这就是著名的爱因斯坦光电效应方程.爱因斯坦光电效应方程不仅圆满地解释了光电效应的各个问题,使量子化的观念走向应用阶段,而且向人们显露了光具有波粒二象性的特征.

马克斯-普朗克

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ε,2ε,3ε,…,nε,… n为正整数?

能全部吸收投射在它上面的各种波长的电磁波的物体叫做绝对黑体,简称黑体。绝对黑体的吸收本领最大,辐射本领也最大。

而且假设频率为ν的谐振子的最小能量为ε=hν称为能量子,h称为普朗克常数

在任意温度下,黑体的辐射本领都有一个极大值,这个极大值对应的波长用λm表示,称为峰值波长。λm与温度T有如下确定的关系:λ(m)T=b,b=0.002897m·K,称为维恩常量

任何物体在任何温度下,都向外发射波长不同的电磁波.在不同的温度下发出的各种电磁波的能量按波长的分布不同。这种能量按波长的分布随温度而不同的电磁辐射叫做热辐射。

波长为λ的单色辐射本领是指单位时间内从物体的单位面积上发出的波长在λ附近单位波长间隔所辐射的能量.通常用Mλ(T)表示。

为推导出这个公式,普朗克作了如下两条假设:

黑体辐射的总辐射本领(也叫辐射出射度)?

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1900年,普朗克从理论上推导出一个与实验符合得非常好的公式:

为了定量描述某物体在一定温度下发出的能量随波长的分布,引入“色辐射本领”(也叫单色辐出度)的概念。

上式称为维恩位移定律。当绝对黑体的温度升高时,单色辐射出射度最大值向短波方向移动。

黑体的总辐射本领随温度的升高而急剧增加。

(2)这些谐振子的能量不能连续变化,只能取一些分立值,这些分立值是最小能量ε的整数倍,即?

正规棋牌游戏平台,2、维恩位移定律

1、斯忒藩-玻耳兹曼定律

(1)黑体是由带电谐振子组成(即把组成空腔壁的分子、原子的振动看做线性谐振子).这些谐振子辐射电磁波,并和周围的电磁场交换能量。

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