%p,1.绮e §1,1经典物理学的困难 The borid of uanta mcdtanisu 一.经典物理学的成功 十九世纪末叶，物理学理论在当时看来己发展到相 当完善的阶段，其各个分支已经建立起系统的理论： 经典力学从牛顿三大定律发展为分析力学。 电磁学与光学发展成为麦克斯韦理论。 热学在建立了以热力学定律为基础的宏观理 论的同时，玻尔兹曼和吉布斯建立了称之为统 计物理学的微观理论。 在经典物理学的辉煌成就面前，有的科学家认为 物理学已大功告成。绝对温标的创始人开尔文在1889 年新年贺词中说：“19世纪已将物理大厦全部建成， 今后物理学家的任务就是修饰、完美这所大厦了
11 Chap.1.绪论 The birth of quantum mechanism Chap.1.绪论 The birth of quantum mechanism 十九世纪末叶，物理学理论在当时看来己发展到相 当完善的阶段，其各个分支已经建立起系统的理论： 在经典物理学的辉煌成就面前，有的科学家认为 物理学已大功告成。绝对温标的创始人开尔文在1889 年新年贺词中说:“19世纪已将物理大厦全部建成， 今后物理学家的任务就是修饰、完美这所大厦了”。 经典力学从牛顿三大定律发展为分析力学。 电磁学 与光学发展成为麦克斯韦理论。 热学在建立了以热力学定律为基础的宏观理 论的同时，玻尔兹曼和吉布斯建立了称之为 统 计物理学的微观理论 。 §1.1经典物理学的困难 经典物理学的困难 一.经典物理学的成功
.1.e §1.1经典物理学的困难（续1） he bortd of gaanto weccism 二.经典物理学遇到的因难 但是这些信念，在进入20世纪以后，受到了 冲击。经典理论在解释一些新的试验结果上遇到 了严重的困难。 (1)黑体辐射问题 (2)光电效应 (3)原子光谱的线状结构 下面介绍经典物理学遇到的困难，以及如何解 决这些困难并导致量子力学的诞生。 12
12 Chap.1.绪论 The birth of quantum mechanism Chap.1.绪论 The birth of quantum mechanism 下面介绍经典物理学遇到的困难，以及如何解 决这些困难并导致量子力学的诞生。 二.经典物理学遇到的困难 但是这些信念，在进入20世纪以后，受到了 冲击。经典理论在解释一些新的试验结果上遇到 了严重的困难。 （1）黑体辐射问题 （2）光电效应 （3）原子光谱的线状结构 §1.1 经典物理学的困难 ( 续 1 )
p,1.奇e §1.1经典物理学的困难（续2） The Bort of uactau wccaisu 1.黑体辐射 黑体辐射问题所研究的是辐射（电磁波）与周 围物体处于平衡状态时能量按波长（频率）的分布。 黑体：物体对于外来的辐 射有反射和吸收作用。如 果一个物体能全部吸收投 射在它上面的辐射而无反 射，这种物体称为黑体。 一个开有小孔的封闭空 腔可看作是黑体
13 Chap.1.绪论 The birth of quantum mechanism Chap.1.绪论 The birth of quantum mechanism 黑体:物体对于外来的辐 射有反射和吸收作用。如 果一个物体能全部吸收投 射在它上面的辐射而无反 射，这种物体称为黑体 。 黑体辐射问题所研究的是辐射（电磁波）与周 围物体处于平衡状态时能量按波长（频率）的分布。 1．黑体辐射 一个开有小孔的封闭空 腔可看作是黑体。 §1.1 经典物理学的困难 ( 续 2 )
§1.1经典物理学的困难（续3） 的.1.资 The Borul of uantam wedianism 辐射热平衡状态：处 P 于某一温度T下的腔 2000K 壁，单位面积所发射出 的辐射能量和它所吸收 1750 的辐射能量相等时，辐 1500 射达到热平衡状态。 1230K 入 实验曲线 黑体辐射实验事实： 热平衡时，空腔辐射的能量密度，与辐射的波 长的分布曲线，其形状和位置只与黑体的绝对温 度T有关，而与黑体的形状和材料无关。 14
14 Chap.1.绪论 The birth of quantum mechanism Chap.1.绪论 The birth of quantum mechanism 黑体辐射实验事实： §1.1 经典物理学的困难 ( 续 3 ) 辐射热平衡状态: 处 于某一温度 T 下的腔 壁，单位面积所发射出 的辐射能量和它所吸收 的辐射能量相等时，辐 射达到热平衡状态 。 ρλ λ 实验曲线 热平衡时，空腔辐射的能量密度，与辐射的波 长的分布曲线，其形状和位置只与黑体的绝对温 度 T 有关, 而与黑体的形状 和材料无关
§1.1经典物理学的困难（续4） %唤，1.绮 The Bort of uactau wccais (1)维恩(Wein一德国物理学家)的解释 。1896年，维恩根据经典热力学得出： P(,7)=SC39 e iT 实验 3 p(,T) 瑞利一琼斯 p(v)dv=cve rITdv 维恩 结论：在短波（高频） 部分与实验符合得很 T=1646k 好，但长波（低频）部分 短波吻合好，长波段不一致 与实验则明显不一致。 获得1911年诺贝尔物理学奖 15
15 Chap.1.绪论 The birth of quantum mechanism Chap.1.绪论 The birth of quantum mechanism 结论: 在短波(高频) 部分与实验符合得很 好，但长波(低频)部分 与实验则明显不一致。 2 3 / 1 ( ) c T d c e d ν ρ ν ν ν ν − = •• 1896年, 维恩根据经典热力学得出： 3 2 1 3 ( , ) c C T c C T e λ ρ λ λ − = 短波吻合好,长波段不一致 λ ρ ( , λ T ) 实验 瑞利-琼斯 维恩 T=1646k （1）维恩（Wein—德国物理学家）的解释 获得1911年诺贝尔物理学奖 §1.1 经典物理学的困难(续4)