1900~1905年Rayleigh（1904年Nobel物理奖）和Jeans从经典电动力学出发得到Rayleigh-Jeans公式8元kTP:24UltravioletcatasqrophePlanckdistribution(_wr,o)/dRayleight-Jeanslaw1900年10月，Planck提出Weindistribution黑体辐射公式8元hcPhclakT252e304060205070与所有实验数据均相符合，从该公式出发，在长波端可得到Rayleigh-Jeans05100公式，在短波端得到Wein公式。入/10m
1900~1905年 Rayleigh (1904年Nobel物理奖)和Jeans从经典电动力学出发得 到Rayleigh-Jeans公式 Ultraviolet catastrophe 1900年10月，Planck提出 黑体辐射公式 5 / 8π 1 e 1 hc kT hc = − 与所有实验数据均相符合，从该公式 出发，在长波端可得到Rayleigh-Jeans 公式，在短波端得到Wein公式。 4 8πkT = 0 5 10 0 2 4 Planck distribution Rayleight-Jeans law Wein distribution / (10 3Jm −4) /10−6m 20 30 40 50 60 70
能量量子化假设（1900年12月14日Planck在柏林德国物理学会会议上提出）口黑体是由不同频率的谐振子组成口每个特定频率的谐振子的能量E总是某个最小能量单位的整数倍E=n&，这个基本单位叫能量子口每个能量子的能量与谐振子的振动频率的关系为ε=hl基于以上假设，就可以推导出Planck黑体辐射公式h=6.62607015X10-34J·sPlanck因提出量子化概念获得1918年Nobel物理奖MaxKarlEmst LudwigPlanck(1858-1947)
能量量子化假设（1900年12月14日Planck在柏林德国物理学会会议上提出） ❑ 黑体是由不同频率的谐振子组成 ❑ 每个特定频率的谐振子的能量E总是某个最小能量单位的整 数倍E = n，这个基本单位叫能量子 ❑ 每个能量子的能量与谐振子的振动频率的关系为 = hv Planck因提出量子化概念获得1918年Nobel物理奖 Max Karl Ernst Ludwig Planck (1858-1947) h = 6.62607015×10−34 J∙s 基于以上假设，就可以推导出Planck黑体辐射公式
黑体辐射研究中理论发展过程经验关系式黑体模型实验数据WienKirchhoff经典理论数学模型Rayleigh-Jeans众多实验数学模型证明紫外灾难量子力学量子假说Planck诞生数学模型Planck
黑体辐射研究中理论发展过程 实验数据 黑体模型 Kirchhoff 经验关系式 Wien 数学模型 Rayleigh-Jeans 数学模型 紫外灾难 量子假说 Planck 量子力学 诞生 经典理论 Planck 数学模型 众多实验 证明
1.1.3光电效应与Einstein的光子学说PhotoelectricEffectandEinstein'sExplaination口Hertz1887年发现问题：电子动能与光强度：仅当光的频率超过临阅值时，电子才会发射：入射光的频率超过阅值时，发射电子的动能与光的频率呈线性关系，与光强无关光的强度只影响光电子的数量。经典电磁理论无法解释口1905年Einstein用量子论解释口1916年Millikan实验验证&= hv1mv2 = hv-W.2Einstein1921年Nobel物理奖Millikan1923年Nobel物理奖NRobertA.Millikan(1868-1953)
1.1.3 光电效应与Einstein的光子学说 Photoelectric Effect and Einstein’s Explaination Robert A. Millikan(1868-1953) Einstein 1921年Nobel物理奖 Millikan 1923年Nobel物理奖 ❑ Hertz 1887年发现 问题:电子动能与光强度；仅当光的频率超过临阈值时，电子才会发射；入射 光的频率超过阈值时，发射电子的动能与光的频率呈线性关系，与光强无关， 光的强度只影响光电子的数量。 经典电磁理论无法解释 ❑ 1905年Einstein用量子论解释 ❑ 1916年Millikan实验验证 A V + - 2 0 1 2 mv h W = − = h T
1.1.4氢光谱和Bohr理论Bohr'sTheory for the Hydrogen Atom25005001000150020003000Λnm11V=R1885年Balmer线系：22n?1889年Rydberg方程：-n,n1908年近红外区发现了Paschen线系（n,=3)R=10973731.56816 m-11914年紫外区发现了Lyman线系(n,=1)1922年红外区发现Brackett线系（n,=4)1924年远红外区发现Pfund线系（n,=5)
1.1.4 氢光谱和Bohr理论 Bohr’s Theory for the Hydrogen Atom 1885年Balmer 线系： 1889年Rydberg 方程： 1908年近红外区发现了Paschen线系(n1=3) 1914年紫外区发现了Lyman线系(n1=1) 1922年红外区发现Brackett线系(n1=4) 1924年远红外区发现Pfund线系(n1=5)。 500 1000 1500 2000 2500 3000 /nm 2 2 1 1 2 R n = − 2 2 1 2 1 1 R n n = − 1 R 10973731.568 61 m − =