2022-2023学年高二物理竞赛课件：普朗克的量子假说 普朗克公式

普朗克的量子假说 普朗克公式 普朗克的量子假说 普朗克公式 瑞利(Rayleigh)--金斯(Jeans)经验公式 维恩(Wien)经验公式 问题：如何从理论上找到符合实验的函数式 ？ 1.经典理论的困难 由实验及理论都可以得到 斯忒藩—玻尔兹曼定律 每条曲线下的面积等于绝对黑体在一定温度下 的辐射出射度 斯忒藩常数 斯忒藩（Stefan)——玻尔兹曼定律 维恩位移定律: 维恩位移定律指出：当绝对黑体的温度升高 时，单色辐出度最大值向短波方向移动。 维恩（Wien)位移定律 最大值所对应的波长为 峰值波长 λ 例 假设太阳表面的特性和黑体等效，测得太阳 表面单色辐出度的最大值所对应的波长为465nm。 试估计太阳表面的温度和单位面积上的辐射功率。 解： o λ(μm) 1 2 3 5 6 8 9 4 7 实验值 o λ(μm) 1 2 3 5 6 8 9 4 7 实验值 维恩 o λ(μm) 1 2 3 5 6 8 9 4 7 实验值 瑞利--金斯 紫 外 灾 难 o λ(μm) 1 2 3 5 6 8 9 4 7 实验值 维恩 瑞利--金斯 紫 外 灾 难 2、普朗克量子假说 问题：如何从理论上找到符合实验的函数式 ？ 这一公式称为普朗克公式,它和实验符合得很好。 c ——光速 k ——玻尔兹曼恒量 e ——自然对数的底 h ——普朗克常数 o λ(μm) 1 2 3 5 6 8 9 4 7 普朗克 实验值 注意：普朗克这一思想是完全背离经典物理，并受到当时许多人的怀疑和反对，包括当时的物理学泰斗---洛仑兹。乃至当时普朗克自已也想以某种方式来消除 这一关系式。 他曾经这样写过： “我试图将h 纳入经典理论的范围，但一切这样的尝试都失败了，这个量非常顽固。”后来他又说： 事实上正是这一理论导致了量子力学的诞生，普朗克也成为了量子力学的开山鼻祖，1918年因此而获得诺贝尔奖。 “在好几年内我花费了很大的劳动，徒劳地去尝试如何将作用量子引入到经典理论中去。我的一些同事把这看成是悲剧。但我有自已的看法，因为我从这种深入剖析中获得了极大的好处，起初我只是倾向于认为，而现在是确切地知道作用量子 将在物理中发挥出巨大作用”。 “在好几年内我花费了很大的劳动，徒劳地去尝试如何将作用量子引入到经典理论中去。我的一些同事把这看成是悲剧。但我有自已的看法，因为我从这种深入剖析中获得了极大的好处，起初我只是倾向于认为，而现在是确切地知道作用量子 将在物理中发挥出巨大作用”。 $