能量量子化
熱輻射
1.概念:我們周?chē)囊磺形矬w,在任何溫度下都在輻射各種波長(zhǎng)的電磁波,這種輻射與物體的溫度有關(guān),所以叫做熱輻射。
2.特征:
(1)輻射強(qiáng)度及波長(zhǎng)的分布隨溫度變化;隨著溫度升高,電磁波的短波成分增加。
(2)任何物體(氣、液、固)在任何溫度下,都會(huì)有熱輻射。
(3)熱輻射波譜是連續(xù)譜,各種波磁長(zhǎng)(頻率)都有,但是強(qiáng)度不同。
(4)熱輻射強(qiáng)度按波長(zhǎng)(頻率)的分布和溫度有關(guān)。(低溫物體發(fā)出的是紅外光;熾熱物體發(fā)出的是可見(jiàn)光;
高溫物體發(fā)出的是紫外光。)
黑體及黑體輻射
1.黑體:如果一個(gè)物體能夠完全吸收入射的各種波長(zhǎng)的電磁波,而不發(fā)生反射,這種物體就是絕對(duì)黑體,簡(jiǎn)稱黑體。
2、黑體輻射實(shí)驗(yàn)規(guī)律
發(fā)現(xiàn):隨溫度的升高
①各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都在增加。
②輻射強(qiáng)度的最大值向短波方向移動(dòng)。
說(shuō)明:⑴黑體是個(gè)理想化的模型。黑體不一定是黑色的物體。例:開(kāi)小洞的煉鋼爐,遠(yuǎn)處的窗口等可近似看作黑體。
⑵對(duì)于黑體,在相同溫度下的輻射規(guī)律是相同的。
⑶一般物體的輻射與溫度、材料、表面狀況有關(guān),但黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布只與黑體的溫度有關(guān)。
⑷黑體雖然不反射電磁波,但是可以向外輻射電磁波。
維恩的半經(jīng)驗(yàn)公式:短波符合;長(zhǎng)波不符合。瑞利—-金斯公式:長(zhǎng)波符合;短波荒唐。歷史上叫做紫外災(zāi)難
能量子
普朗克能量子假說(shuō):振動(dòng)著的帶電微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整數(shù)倍, E=nε? n=1,2,…這個(gè)不可再分的最小能量值ε叫作能量子,它的大小為:
=?為能量子,為電磁波的頻率,h是一個(gè)常數(shù),后人稱為普朗克常量。
光子
愛(ài)因斯坦把能量子假設(shè)進(jìn)行了推廣,認(rèn)為電磁場(chǎng)本身就是不連續(xù)的,光本身就是由一個(gè)個(gè)不可分割的能量子組成的,頻率為ν的光的能量子為hν,h為普朗克常量。這些能量子后來(lái)被叫作光子。
能級(jí):微觀世界中能量取值分立的觀念也適用于原子系統(tǒng),原子的能量是量子化的。這些量子化的能量叫做能級(jí)。
由量子力學(xué)得出的氫原子能級(jí)圖