1、量 子 力 学基 础,16 -1 量子物理学的诞生 -普朗克能量子假说,16 -2 光电效应 爱因斯坦光子假说,16 -3 康普顿效应及光子理论的解释,16 4 氢原子光谱 玻尔的氢原子理论,16 - 5 微观粒子的波粒二象性 不确定关系,16-6 波函数 一维定态薛定谔方程,16-7 电子自旋 四个量子数,16-8 原子的电子壳层结构,第十六章 量子力学基础,提高照明效率 研究高温测量 测星体表面温度 电磁波谱的研究,一. 热辐射理论发展的背景, 科技发展的需要：,16-1 量子物理学的诞生 普朗克能量子假说,Max von Laue,“热力学和光学已发展到 这样的程度，,以至于它们,俩的结
2、合，能够产生一个,学的最大革命。”,婴儿，它注定会引起物理, 理论上出现了矛盾：,“紫外灾难”,马克思冯劳厄（Max von Laue，1879年10月9日1960年4月24日），德国物理学家,二. 热辐射的基本概念,温度不同时,辐射的波长（或频率）也不同，,这种与温度有关的电磁辐射，称为热辐射。,也就是辐射电磁波。,物体受热就会发光，, 热辐射（heat radiation）：,激光 、 日光灯发光就不是热辐射。,并不是所有发光现象都是热辐射，,例如：,物体中带电粒子（主要是电子）的热运动 粒子加速运动产生电磁辐射,物体温度升高时温度的变化,辐射的总功率增大； 强度在光谱中的分布由长波向短波
3、转移。,但是强度不同。,热辐射强度按波长(频率)的分布和温度有关，,高温物体发出的是紫外光。,炽热物体发出的是可见光，,低温物体发出的是红外光，,温度 短波长的电磁波的比例 。,任何物体（气、液、固）在任何温度下，,都会有热辐射。,热辐射波谱是连续谱，,各种波长(频率)都有，,红外照相机拍摄的人的头部的热图,热的地方显白色，冷的地方显黑色,炼钢的热辐射,红外夜视仪拍的照片,这种温度不变的热辐射称之为平衡热辐射。, 平衡热辐射,则物体的温度恒定。,加热一物体，,若物体所吸收的能量等于在,同一时间内辐射的能量，, 光谱辐出度（单色辐出度）M,（单位时间内）,M 单位时间内，从物体单位表面发出的频,
4、率在 附近单位频率间隔内的电磁波的能量。,M 取决于T，物 质种类和表面情况,单色辐出度,物体在单位时间、单位表面积、 单位波长间隔中的能量。,辐出度,单位时间、单位表面积、 上所辐射出的各种波长 电磁波的能量。,实验表明在相同的温度下，物体不同，颜色不同的表面，总辐出度是不同的，辐射本领大的物体，吸收本领也大。,（总）辐出度（总发射本领）M(T),单位：w/m2, 单色吸收比（率） (T),电磁波而无反射的物体，,维恩设计的黑体,三.黑体,1. 黑体（black body）：,太阳光的 也小于 99%。,黑体是理想化模型，,能完全吸收各种波长, 小孔空腔,即使是煤黑、黑珐琅对,电磁波射入小孔后， 很难再从小孔中射出。,
