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1、第七章 光的量子性（Quantization of Light） 7.2 经典辐射定律 (classical radiation laws) 热辐射：物体因其中微观粒子的热运动而产生 辐射本领：温度为T的热平衡物体，单位时间 的电磁辐射称为热辐射。 单位表面积向外辐射的在波长间隔 （或频率 间隔 ）内的辐射能量 （或 ），与 （或 ）的比值 ，称为辐射本领， 或单色辐射出射度 ， 勾 粒 惊 泳 瓦 凸 吠 烬 扳 驴 石 付 陪 距 寡 友 兔 童 帚 氰 君 乱 奇 夷 粗 粹 兽 权 撞 棉 偷 扯 第 七 章 光 的 量 子 性 Q u a n t i z a t i o n o f
2、L i g h t 第 七 章 光 的 量 子 性 Q u a n t i z a t i o n o f L i g h t 第七章 光的量子性（Quantization of Light） 7.2 经典辐射定律 (classical radiation laws) 吸收本领（吸收比）：单位时间射向温度为T 的热平衡物体，在 间隔内的辐射能量为 ， 其中被吸收的为 ，吸收本领 Kirchhoff定律：物体的辐射本领与吸收本领的 比值（也可以用辐出度 和吸收比 的 比值表示。）是波长和温度的普适函数 。 系 彭 筒 苯 淬 粥 酸 孰 妖 七 啦 学 芜 惰 给 碑 苑 吐 弗 树 澎 躯 索
3、 拷 赔 戌 嗜 匈 刻 宝 肮 巢 第 七 章 光 的 量 子 性 Q u a n t i z a t i o n o f L i g h t 第 七 章 光 的 量 子 性 Q u a n t i z a t i o n o f L i g h t 第七章 光的量子性（Quantization of Light） 7.2 经典辐射定律 (classical radiation laws) Stefan-Boltzmann定律：黑体的辐出度与T的四 次方成正比 , 为Stefan-Boltzmann普 适常量 黑体：表面不反射光，在任何温度下吸收射来 的一切电磁辐射的物体。即定义吸收本领 的
4、物体为绝对黑体，简称黑体。 祟 嗡 站 庆 捷 篡 润 攫 厚 挂 祷 梦 镰 租 渍 院 唐 惑 碟 镜 逮 愧 徊 淄 吵 习 闭 睬 郊 绊 金 戌 第 七 章 光 的 量 子 性 Q u a n t i z a t i o n o f L i g h t 第 七 章 光 的 量 子 性 Q u a n t i z a t i o n o f L i g h t 第七章 光的量子性（Quantization of Light） 7.2 经典辐射定律 (classical radiation laws) 黑与白：物体在低温时能吸收什么波长的光， 高温时也会发出同样波长的光。吸收本领越强，
5、即越“黑”的物体，发光本领也越强，即在高温 时将越“白”。 宛 源 切 丝 芒 拉 彝 犯 滴 伸 湘 拱 襟 篷 赵 痈 愤 凰 魂 迂 耐 盛 跌 篷 磋 蜀 浮 铸 孺 义 逐 窥 第 七 章 光 的 量 子 性 Q u a n t i z a t i o n o f L i g h t 第 七 章 光 的 量 子 性 Q u a n t i z a t i o n o f L i g h t 第七章 光的量子性（Quantization of Light） 7.2 经典辐射定律 (classical radiation laws) 黑体的实验室实现：做一个闭合的空腔，表面 开一个小孔，
6、小孔表面为模拟黑体表面。 外套 铂加热器 热电偶 黑体 辐射 当 粘 峰 致 铅 伎 扯 鼻 结 桶 樱 渤 碳 言 员 赊 炽 欲 卓 逝 芯 划 誊 阅 烫 亢 吹 搏 存 悯 忧 燎 第 七 章 光 的 量 子 性 Q u a n t i z a t i o n o f L i g h t 第 七 章 光 的 量 子 性 Q u a n t i z a t i o n o f L i g h t 第七章 光的量子性（Quantization of Light） 7.2 经典辐射定律 (classical radiation laws) 黑体辐射实验曲线 垒 姑 晶 例 绷 局 亡 猫 客
7、 阉 厦 膨 设 迅 诣 呐 因 苔 坑 败 鼻 硅 倚 敬 呵 那 掐 搔 茨 拓 拱 岛 第 七 章 光 的 量 子 性 Q u a n t i z a t i o n o f L i g h t 第 七 章 光 的 量 子 性 Q u a n t i z a t i o n o f L i g h t 第七章 光的量子性（Quantization of Light） 7.2 经典辐射定律 (classical radiation laws) 黑体辐射实验曲线 腰 腆 飞 损 碌 滥 店 碍 寇 兹 躬 羊 罐 症 猩 矿 狐 泽 邢 邦 锑 至 歉 站 举 焚 夺 辩 碉 捎 绵 保 第
8、 七 章 光 的 量 子 性 Q u a n t i z a t i o n o f L i g h t 第 七 章 光 的 量 子 性 Q u a n t i z a t i o n o f L i g h t 第七章 光的量子性（Quantization of Light） 7.2 经典辐射定律 (classical radiation laws) Wien位移定律：1893年Wien假设谐振子的能量 遵循 Boltzmann 分布律，认为在一定温度下黑 体辐射本领有一个最大值，在光谱中的位置由 决定。 2.897810-3 m K 杏 朝 噎 仅 缺 驼 滴 箕 洼 纱 闺 特 瞻 望
9、椅 饯 渗 纽 堕 练 夯 座 滞 冗 戚 酗 鳖 希 蜒 搞 棵 伯 第 七 章 光 的 量 子 性 Q u a n t i z a t i o n o f L i g h t 第 七 章 光 的 量 子 性 Q u a n t i z a t i o n o f L i g h t 第七章 光的量子性（Quantization of Light） 7.2 经典辐射定律 (classical radiation laws) 物理世界的黑体： 把太阳当成黑体。太阳表面的辐射功率约为 6.13107W m-3 . 用Wien位移定律估计, 表面 温度为5730K . 把人体表面当成黑体。人体表面
10、温度为310K， 用Wien位移定律估算，人体发射波长为9.35 m的红外线。 厌 缘 侄 漾 盖 怔 秀 商 僻 赖 恃 邦 敌 篙 棋 氧 癸 逗 破 汤 旭 邵 语 脯 予 独 诛 戮 拴 菜 俺 牢 第 七 章 光 的 量 子 性 Q u a n t i z a t i o n o f L i g h t 第 七 章 光 的 量 子 性 Q u a n t i z a t i o n o f L i g h t 第七章 光的量子性（Quantization of Light） 7.2 经典辐射定律 (classical radiation laws) 物理世界的黑体： 把宇宙空间当成黑
11、体。在宇宙空间测得波长 为1 mm的微波黑体辐射谱，它对应于温度 2.736 K . 皮 厅 怕 园 鲸 理 优 站 华 坞 菩 掌 攫 翘 脊 节 庐 诧 炊 埔 瑶 罪 赁 良 佃 鄂 邻 驭 晨 肉 嗡 雪 第 七 章 光 的 量 子 性 Q u a n t i z a t i o n o f L i g h t 第 七 章 光 的 量 子 性 Q u a n t i z a t i o n o f L i g h t 第七章 光的量子性（Quantization of Light） 7.2 经典辐射定律 (classical radiation laws) 物理世界的黑体： Rayle
12、igh 和Jeans的黑体辐射本领表示式： 应 用经典电磁理论，假设谐振子遵循能量均分律， 导出黑体辐射本领表示式为 式中 c为光速，k为Boltzmann常量。 戊 炬 将 甫 欧 种 脓 咒 兰 贾 瓷 娥 哈 完 闰 闻 遏 帝 会 芝 譬 境 柿 牛 爵 煌 岛 捉 梢 睦 救 赁 第 七 章 光 的 量 子 性 Q u a n t i z a t i o n o f L i g h t 第 七 章 光 的 量 子 性 Q u a n t i z a t i o n o f L i g h t 第七章 光的量子性（Quantization of Light） 7.2 经典辐射定律 (c
13、lassical radiation laws) 物理世界的黑体： 黑体的经典辐射定律及其困难：在长波区，理 论与实验曲线符合得很好。但随着频率增大（ 波长减小），理论与实验的差距越来越大。当 波长趋于 0 时，能量趋于无穷大。这显然是 荒谬的。这就称为发散困难或紫外困难。 弥 儡 樟 铃 胶 啊 颤 肤 落 梨 腔 刽 造 卒 奋 谁 抒 泰 挣 尝 猎 刁 狐 恨 桔 虞 般 渤 家 铜 距 沏 第 七 章 光 的 量 子 性 Q u a n t i z a t i o n o f L i g h t 第 七 章 光 的 量 子 性 Q u a n t i z a t i o n o f
14、L i g h t 第七章 光的量子性（Quantization of Light） 7.2 经典辐射定律 (classical radiation laws) 黑体的经典辐射定律及其困难 例7.1 求 玖 憨 种 汕 护 德 萨 爬 勒 违 碟 梢 吻 耳 书 浊 慌 撒 栏 示 柏 坤 阐 噪 洽 骸 钟 纹 体 荚 酷 第 七 章 光 的 量 子 性 Q u a n t i z a t i o n o f L i g h t 第 七 章 光 的 量 子 性 Q u a n t i z a t i o n o f L i g h t 第七章 光的量子性（Quantization of Li
15、ght） 7.2 经典辐射定律 (classical radiation laws) 非黑体：灰体和选择性辐射体 非黑体通常分为两类，即灰体和选择性辐射体 灰体是一种理想化模型。在相同温度下，灰体 的单色辐出度按波长的分布曲线与黑体仅相差 一个小于等于1 的确定的倍数 。 窝 便 卜 架 毡 邮 庇 刨 蚂 哪 据 宁 描 傻 膏 斋 跃 氧 卓 舆 名 敞 葱 么 耀 貉 雹 将 抓 附 泉 凉 第 七 章 光 的 量 子 性 Q u a n t i z a t i o n o f L i g h t 第 七 章 光 的 量 子 性 Q u a n t i z a t i o n o f L
16、 i g h t 第七章 光的量子性（Quantization of Light） 7.2 经典辐射定律 (classical radiation laws) 选择性辐射体的 随波长变化，且表现出随 波长有显著起伏的特点。物理实体都是选择性 辐射体，但在有限的波长范围内，有时也可将 选择性辐射体按灰体处理，从而简化计算。 闺 佩 誊 痊 燥 优 剖 狱 喝 僵 狼 蝉 皱 赠 地 材 蓬 丫 族 亩 卯 却 殆 普 斗 北 卫 扬 蛙 锡 袜 捉 第 七 章 光 的 量 子 性 Q u a n t i z a t i o n o f L i g h t 第 七 章 光 的 量 子 性 Q u a n t i z a t i o n o f L i g h t