物理学(第三版)刘克哲,张承琚第15章

第十五章 波与粒子 §15-1 黑体辐射 一、热辐射 物体向外部辐射能量，以电磁波的形式。辐射能量及频率取决于物体的温度。 1.辐射出射度（辐出角）)(0 T a. 单色辐出度 TvE, 表面单位面积发出的，频率在 v 附近的单位频率间隔内的辐射功率。 b. 从物体表面发出的各种频率的总辐射功率微辐射度)(0 T 0,0)(dvETTv 2.吸收比 TvA, 物体单位面积上所吸收的辐射能量',Tvd与照射到物体单位面积上的辐射能量Tvd,之比为TvA, TvTvTvddA,',, 二、黑体辐射经典定律 1、 黑体：在任何温度下，吸收外来一切电磁辐射。 即1,TvA 则),(,,TvfETvTv  实验曲线 (1)随温度升高，极大值向短波方向移动。 (2)温度升高，辐射度增大。 2、经典辐射定律 瑞利－金斯定律 按能量均分定理得 KTvcTv22, 或 KTcT4,2 瑞利－金斯定律在长波（  大）与实验曲线一致 T, 600k )(0H 5000K 4000K 当增大v或0时 由瑞利－金斯定律 Tv , T, 与实验不一致，这称为紫外灾难，是经典物理所面临的灾难。 三、普朗克辐射公式和能量子的概念 这就是普朗克辐射公式，式 中 h 称为普朗克常量 ，1986 年的推荐值为h = 6.62607551034js。普朗克公式与实验结果的惊人符合预示了其中包含着深刻的物理思想。普朗克指出，如果作下述假定，就可以从理论上导出他的黑体辐射公式：物体若发射或吸收频率为的电磁辐射，只能以= h为单位进行，这个最小能量单位就是能量子，物体所发射或吸收的电磁辐射能量总是这个能量子的整数倍，即 e = n = n hn，n = 1, 2, 3, … § 15－2 光电效应 一、 光电效应的实验规律 1、与入射光强度间的关系－光电效应第一定律； NINeiIS 即：单位时间内从金属表面逸出的光电子数与入射光的强度成正比 2、子的最大初动能与入射光频率间的关系:光电效应第二定律 0221eUekmv 即：光电子的最大初动能随入射光的频率增大而线性增大，与入射光的强度无关。 3、0,光电效应第三定律 kU00 ，0 才会产生光电效应 （P．222表 20－1，各种常用金属的红限频率） 光电效应第三定律：当光射到某一给定的金属时，无论入射光的强度如何，当其频率小于0时，则不会产生光电效应； 4、 效应的时间：s810  二、经典理论遇到的困难 1、越强，电子的能量越大，光电子的动能越大。...