*----怎么解釋宋體幅射實驗曲線？其中最典型的是維恩公式和瑞利—金斯公式：宋體內(nèi)的串擾精典理論導(dǎo)入的M?(T)～?公式都與實驗結(jié)果不符合！三.精典數(shù)學(xué)學(xué)所遇見的困難*（1）維恩公式（非后面的維恩位移定理）他假設(shè)串擾能量按頻度的分布類似于（精典的）麥克斯韋速率分布率。得（2）瑞利—金斯公式瑞利將原子的震動看作諧振子能量為kT（精典的能量均分定律），得在低頻段（長波段）尚好；高頻段(紫外區(qū))與實驗顯著不符，長波極限為無限大—“紫外災(zāi)難”！在高頻段(短波段）好；低頻段（長波段）顯著偏離實驗曲線！**1.普朗克假定（1900年）普朗克(1858-1947年)即物體發(fā)射或吸收電磁幅射只能以“量子”方式進行。普朗克覺得空腔宋體的熱平衡狀態(tài)，是組成腔壁的帶電諧振子不斷發(fā)射和吸收電磁波的平衡狀態(tài)。他覺得諧振子的能量E只能是離散值（不連續(xù)！）他把每位E值都稱為能量子。四.普朗克的能量子假說和宋體熱幅射公式*1900.12.14.--量子論誕生日。普朗克在美國數(shù)學(xué)學(xué)會上報告了與全波段實驗結(jié)果極為符合的普朗克公式：h稱為普朗克常數(shù)。
普朗克當時依照宋體幅射實驗得出h=6.358?10-34J·s現(xiàn)今估算用值：h=6.63?10-34J·s2.普朗克公式*普朗克公式與實驗結(jié)果的比較?M?瑞利—金斯公式維恩公式普朗克公式實驗曲線普朗克公式與實驗結(jié)果的比較*“在科學(xué)史上很難找到其它發(fā)覺能象普朗克的形成這么非凡的結(jié)果。基本作用量子一樣在僅僅一代人的短時間里這個發(fā)覺將人類的觀念——不僅是有關(guān)精典科學(xué)的觀念，但是是有關(guān)通普朗克本人在若干年內(nèi)也有過好多的苦惱和迷惘…能量不連續(xù)的概念與精典化學(xué)學(xué)是完全不相容的！常思維方法的觀念的基礎(chǔ)砸得粉碎，……”?玻爾對普朗克量子論的評價：*?愛因斯坦在1918年4月普朗克六十歲生日慶賀會上的一段講話：“在科學(xué)的殿堂里有各類各樣的人：有人愛科學(xué)是以偉大的創(chuàng)造性觀念惠及于世界的人。”為了滿足智力上的快感；有人是為了純粹矯飾的目的，而普朗克熱愛科學(xué)是為了得到現(xiàn)象世界那些普遍的基本規(guī)律，……他成了一個普朗克獲得1918年諾貝爾化學(xué)學(xué)獎。*為何在宏觀世界中,觀察不到能量分離的現(xiàn)象?例：構(gòu)想一質(zhì)量為m=1g的小小手鏈懸掛在一個小小的輕彈簧下邊作振幅A=1mm的諧振動。
彈簧的小小勁度系數(shù)為k=0.1N/m。量子論是不附屬于精典化學(xué)的量子物理公式圖片，是全新的理論，適用范圍更廣。能量子按量子理論估算量子物理公式圖片，此彈簧振子的基態(tài)間隔多大？改變一個基態(tài)時,震動能量的相對變化是多少？能量精典能量子五.量子假說的含意及其與宏觀現(xiàn)象的關(guān)系*基態(tài)間隔振子現(xiàn)有能量相對能量變化這樣小的相對能量變化在現(xiàn)今的技術(shù)條件下還不可能檢測下來。如今能達到的最高的能量碼率為：所以宏觀的能量變化看上去都是連續(xù)的。（關(guān)鍵：h太小）【解】彈簧振子的頻度*量子論的發(fā)展十九世紀末期，化學(xué)學(xué)各個分支的發(fā)展都已日漸建立，并不斷取得新的成就。由安培、法拉第和麥克斯韋等人對電磁現(xiàn)象進行的深入而系統(tǒng)的研究，為電動熱學(xué)奠定了堅實的基礎(chǔ)。非常是麥克斯韋的電磁場多項式組預(yù)言了電磁波的存在，隨后被赫茲的實驗所否認。牛頓、惠更斯和菲涅耳構(gòu)建光學(xué)，列入電動熱學(xué)首先在牛頓熱學(xué)基礎(chǔ)上，伊寧頓和拉格朗日等人構(gòu)建上去的剖析熱學(xué)通過克勞修斯、玻耳茲曼和吉布斯等人的努力，構(gòu)建了熱力學(xué)和統(tǒng)計熱學(xué).*當時許多知名的化學(xué)學(xué)家都覺得化學(xué)學(xué)的基本規(guī)律都已被發(fā)覺.當時赫赫有名權(quán)威人物開耳文子爵在一篇于1900年發(fā)表的追懷二十世紀數(shù)學(xué)學(xué)發(fā)展的文章中也說：“在早已基本建成的科學(xué)大樓中，小輩化學(xué)學(xué)家只須要做一些零星的修復(fù)工作就行了”，不過他還不愧為一名確有遠見膽略的化學(xué)學(xué)家，由于他接著又強調(diào)：“但是在數(shù)學(xué)放晴天空的遠處，還有兩朵小小的令人不安的烏云”，即運用當時的數(shù)學(xué)學(xué)理論所未能正確解釋的兩個實驗現(xiàn)象，(1)熱幅射現(xiàn)象中的紫外災(zāi)難，(2)否定絕對時空觀的邁克爾遜--莫雷實驗，*那些內(nèi)容也稱為量子化學(xué)學(xué)。
事實上還有第三朵小小的烏云，這就是放射性現(xiàn)象的發(fā)覺，它有力地表明了原子不是構(gòu)成物質(zhì)的基本單元，原子也是可以分割的。所有這種實驗結(jié)果都是精典數(shù)學(xué)學(xué)難以解釋的，它們使精典化學(xué)處于非常困難的窘境.在二十世紀早期，構(gòu)建起了近代數(shù)學(xué)的兩大支柱------量子論和相對論，并在這個基礎(chǔ)上又構(gòu)建起以研究原子的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其運動規(guī)律為目的的原子化學(xué)學(xué)，后來又進一步發(fā)展，陸續(xù)構(gòu)建起原子核化學(xué)學(xué)和基本粒子化學(xué)學(xué)。*量子論的發(fā)展階段1990年普朗克量子假說1905年愛因斯坦光量子假說1913年玻爾原子理論*量子論的發(fā)展1900年普朗克（美國人）1918年獲諾貝爾化學(xué)學(xué)獎1900年12月14日量子論的誕生日提出量子假說（能量不是連續(xù)的）解釋宋體幅射譜分布被稱為量子論之父*量子論的發(fā)展愛因斯坦1921年獲諾貝爾化學(xué)學(xué)獎光量子假說成功解釋了光電效應(yīng)康普頓X散射實驗進一步驗證了光量子假說。*光電效應(yīng)康普頓散射*量子論的發(fā)展玻爾德國1922年獲諾貝爾化學(xué)學(xué)獎原子的結(jié)構(gòu)模型玻爾將量子加快到原子化學(xué)學(xué)中，提出了電子角動量的量子化條件和量子躍遷理論，提出互補原理盧瑟福散射實驗夫蘭克－赫茲（1914年）實驗*盧瑟福散射實驗是現(xiàn)代核化學(xué)學(xué)的基石*宋體幅射與普朗克的量子假說描述熱幅射的數(shù)學(xué)量宋體和宋體幅射的基本規(guī)律精典化學(xué)學(xué)所遇見的困難普朗克的能量子假說和宋體熱幅射公式量子假說的含意及其與宏觀現(xiàn)象的關(guān)系*分子(富含帶電粒子)的熱運動使物體幅射電磁波。
這些與氣溫有關(guān)的幅射稱為熱幅射(heat)。熱幅射的電磁波能量對頻度有一個分布。頻度分布跟氣溫有關(guān)諸如加熱石塊，隨著氣溫的下降:開始不發(fā)光白色藍色藍色藍色宋體幅射*氣溫為T時,單位時間內(nèi)從物體單位表面發(fā)出的頻度在?附近單位頻度區(qū)間內(nèi)的電磁波的能量,稱為波譜輻出度M?(T)1.波譜輻(射)出(射)度M?單位-W/(m2·Hz)dE?…溫度為T時,單位時間內(nèi)從物體單位表面發(fā)出的頻度在?→?+d?間隔內(nèi)的電磁波的能量。M?(T)…?描述熱幅射能量按頻度的分布。T單位面積物質(zhì)種類表面情況T一.描述熱幅射的數(shù)學(xué)量*M的單位為W/m23.波譜吸收比以上這種化學(xué)量均與物體種類及其表面情況有關(guān)。??（T）…?氣溫為T時,（單位時間內(nèi)）入射到物體（單位表面）的,頻度在?→?+d?間隔內(nèi)的電磁波的能量被物體吸收的比率。2.總輻出度*此時物體具有固定的體溫。我們下邊只討論平衡熱幅射的情況。物體幅射的能量等于在同一時間內(nèi)所吸收的能量時，熱幅射過程達到熱平衡，稱為平衡熱幅射。
熱幅射的情況與物體種類及其表面有關(guān)，太復(fù)雜了，如何去研究熱幅射的規(guī)律呢？提出“理想模型”的方式。★平衡熱幅射*1.宋體維恩設(shè)計的宋體：宋體這小孔（宋體）能吸收各類頻度的電磁波。宋體的波譜吸收比??(T)=1----‘理想模型’。為不透明材料的空腔開的一個小孔。能完全吸收照射到它前面的各類頻度電磁波的物體，稱為宋體。二.宋體和宋體幅射的基本規(guī)律*而宋體的熱幅射剛好與空腔的形狀、材料及‘表面狀態(tài)’都無關(guān)，是最好的研究對象。?研究熱幅射本身的規(guī)律，應(yīng)借助幅射本領(lǐng)M?只與頻度、溫度有關(guān)，而和材料及表面狀態(tài)無關(guān)的物體。宋體的吸收本領(lǐng)最大，幅射本領(lǐng)也最大。2.研究宋體幅射的實驗裝置示意圖T熱電偶(測M?(T))光柵波譜儀（或棱鏡波譜儀）*?=5.67×10-8W/（m2K4）宋體幅射波譜中幅射最強的頻度?m與黑溫度度T之間滿足反比關(guān)系C?=5.88×1010Hz/K總輻出度M(T)與宋體體溫的四次方成反比?M?宋體幅射實驗曲線4．維恩位移定理（實驗定理）3．斯特藩—玻耳茲曼定理（實驗定理）*例。
若視太陽為宋體，測得可得維恩因熱幅射定理的發(fā)覺1911年獲諾貝爾化學(xué)學(xué)獎。斯特藩—玻耳茲曼定理和維恩位移律是檢測低溫、遙感和紅外追蹤等技術(shù)的化學(xué)基礎(chǔ)。b=2.898×10-3m·K幅射最強的頻度?m與宋體氣溫T之間滿足正比關(guān)系*5、黑體幅射的應(yīng)用（1）.檢測宋體氣溫在實驗室或鞋廠的低溫烤架上開一小孔，小孔可看作宋體，由小孔的熱幅射特點，就可以確定爐內(nèi)的濕度。（2）.光學(xué)低溫計----光測低溫低溫爐鎢絲物鏡聚焦透鏡