普朗克定律.ppt

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第一页,共29页。
绝对黑体:若物体在任何温度下,对任何波长的辐射能的吸收比都等于1,则称该物体为绝对黑体,简称黑体。

不透明的材料制成带小孔的的空腔,可近似看作黑体。
研究黑体辐射的规律是了解一般物体热辐射性质的基础。
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测定黑体辐出度的实验简图
P
L2
B2
A
L1
B1
C
A为黑体
B1PB2为分光系统
C为热电偶
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绝对黑体的辐出度按波长分布曲线
实验曲线
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维恩经验公式
问题:如何从理论上找到符合实验曲线的函数式

这个公式与实验曲线波长短处符合得很好,但在波长很长处与实验曲线相差较大。
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瑞利--金斯经验公式
这个公式在波长很长处与实验曲线比较相近,但在短波区,按此公式,将随波长趋向于零而趋向无穷大的荒谬结果,即“紫外灾难”。
维恩公式和瑞利-金斯公式都是用经典物理学的方法来研究热辐射所得的结果,都与实验结果不符,明显地暴露了经典物理学的缺陷。黑体辐射实验是物理学晴朗天空中一朵令人不安的乌云。
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为了解决上述困难,普朗克利用内插法将适用于短波的维恩公式和适用于长波的瑞利-金斯公式衔接起来,提出了一个新的公式:
普朗克常数
这一公式称为普朗克公式。它与实验结果符合得很好。
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o
实验值
/μm
维恩线
瑞利--金斯线
紫
外
灾
难
普
朗
克
线
1
2
3
4
5
6
7
8
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普朗克公式还可以用频率表示为:
普朗克得到上述公式后意识到,如果仅仅是一个侥幸揣测出来的内插公式,其价值只能是有限的。必须寻找这个公式的理论根据。他经过深入研究后发现:必须使谐振子的能量取分立值,才能得到上述普朗克公式。
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能量子假说:辐射黑体分子、原子的振动可看作
谐振子,这些谐振子可以发射和吸收辐射能。但是这些谐振子只能处于某些分立的状态,在这些状态中,谐振子的能量并不象经典物理学所允许的可具有任意值。相应的能量是某一最小能量ε(称为能量子)的整数倍,即:ε,1ε,2ε,3ε,...,称为量子数。
对于频率为ν的谐振子最小能量为
能量
量子
经典
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