黑体辐射 1859年，通过基尔霍夫等人的 研究，已经证明黑体辐射的 成分”（能量按频率的分布 ) 只依赖于周围 温度而不 依赖于腔壁的材料， 或者说： “在相同的温 同一波长 用度转员称个温运仁 地代等是能 的辐射，其发射率 和吸收率之 比，对于所有物体都是相同的 ” 这里涉及的就是某个确定 温度的黑体，电磁辐射和粒子 700nm 400nm 处于平衡态。 必 dE=cp(v,T)dv 黑体辐射光谱是连续的，光谱 1010510810840210141016101820 中间没有间隙 frequency (Hz) wavelength(nm) 光谱的能量分布与温度有关， 10151013101110910710510310110-1103 与物质性质无关。 AM radio/microwave ultraviolet gamma rays FM radio,TV infrared x-rays
黑体辐射 v 1859年，通过基尔霍夫等人的 研究，已经证明黑体辐射的“ 成分”（能量按频率的分布） 只依赖于周围腔壁的温度而不 依赖于腔壁的材料，或者说： “在相同的温度下的同一波长 的辐射，其发射率和吸收率之 比，对于所有物体都是相同的 。 ”这里涉及的就是某个确定 温度的黑体，电磁辐射和粒子 处于平衡态。 v dE=cρ(,T)d v 黑体辐射光谱是连续的，光谱 中间没有间隙 v 光谱的能量分布与温度有关， 与物质性质无关
能量子假说 2hc2 E(,T)= 入5 普朗克(1900)：黑体辐射定律要求引入能 量子概念与微观粒子全同性的量子统计，否 则可能破缺热力学第三定律（瑞利金斯的 瑞利一金斯线 紫外灾难：电磁场无限自由度+能量均分)。 爱因斯坦：电磁辐射具有熵和比热，可以视 普朗克线 为光子理想气体系综(1905)。独立的光量 子导致维恩公式，经典波导致瑞利公式，两 维恩钻 者的结合才导致普朗克公式(1909)。 1916年，密立根等证实爱因斯坦的光电效应 波长（厘米x10) 解释。玻色-爱因斯坦气体符合热力学第三 定律(1925)。1926年，刘易斯把光量子 称为“光子”。 光子也许就是自约束的电磁波，使得电磁场 能量自由度减小，避免高频的电磁驻波在黑 体中无限扩增。1917年，爱因斯坦考虑热平 衡辐射，引入了自发辐射，吸收和“负吸收” 的跃迁概率概念。与“负吸收”有关的诱发 辐射的概念导致1954年汤斯微波的发展和 1960年激光的发展
能量子假说 ß 普朗克（1900）：黑体辐射定律要求引入能 量子概念与微观粒子全同性的量子统计，否 则可能破缺热力学第三定律（瑞利-金斯的 紫外灾难：电磁场无限自由度+能量均分）。 ß 爱因斯坦：电磁辐射具有熵和比热，可以视 为光子理想气体系综（1905）。独立的光量 子导致维恩公式，经典波导致瑞利公式，两 者的结合才导致普朗克公式（1909）。 1916年，密立根等证实爱因斯坦的光电效应 解释。玻色-爱因斯坦气体符合热力学第三 定律（1925）。1926年，刘易斯把光量子 称为“光子”。 ß 光子也许就是自约束的电磁波，使得电磁场 能量自由度减小，避免高频的电磁驻波在黑 体中无限扩增。1917年，爱因斯坦考虑热平 衡辐射，引入了自发辐射，吸收和“负吸收” 的跃迁概率概念。与“负吸收”有关的诱发 辐射的概念导致1954年汤斯微波的发展和 1960年激光的发展
康普顿效应 根据经典电磁理论，散射的光波长是 不会改变的。A.H.康普顿(1892~1965 )于1922~1923年，在研究X射线射入 石墨，金属等物质的散射现象时，用 光子与静止电子的弹性碰撞解释了散 置1表量祖后形中角命发美系 射光波长的改变，还得出了波长移动 的公式，这就是康普顿效应。 Cempon scanirfg ÷hvlc=p+hv/c, ÷hv+moc2=hv'+mc2 ÷得到△入=入。(1-cos0) ÷=(h/mc)(1-cos0) 。入。为康普顿波长
康普顿效应 v 根据经典电磁理论，散射的光波长是 不会改变的。A.H.康普顿（1892~1965 ）于1922~1923年，在研究X射线射入 石墨，金属等物质的散射现象时，用 光子与静止电子的弹性碰撞解释了散 射光波长的改变，还得出了波长移动 的公式，这就是康普顿效应。 v h/c=p+h ’/c， v h+m0 c2=h ’+mc2 。 v 得到Δλ=λ c(1-cosθ) v =(h/mc)(1-cosθ) v λ c为康普顿波长
原子稳定性问题 ÷1911年，卢瑟福根据有关实验资料提 出了原子的太阳系模型。公转的电子 处于行星的地位，中心的太阳为原子 核所取代，它们在很微小的尺度上由 电磁力而不是引力绑在一起。 原子电子 必 当一个公转电子绕着核子时，按照麦 占有区 克斯维理论应发射出电磁波，同时它 以螺旋形的轨道撞到核上去！如果电 子在原子中静止，它们也无法借助于 静电力保持平稳的构型；原子在不太 强的外来干扰下高度稳定，经典物理 无法理解原子稳定性
原子稳定性问题 v 1911年，卢瑟福根据有关实验资料提 出了原子的太阳系模型。公转的电子 处于行星的地位，中心的太阳为原子 核所取代，它们在很微小的尺度上由 电磁力而不是引力绑在一起。 v 当一个公转电子绕着核子时，按照麦 克斯维理论应发射出电磁波，同时它 以螺旋形的轨道撞到核上去！如果电 子在原子中静止，它们也无法借助于 静电力保持平稳的构型；原子在不太 强的外来干扰下高度稳定，经典物理 无法理解原子稳定性
光谱是分立的 Continuum Spectrum ~原子会发射出电磁波（光）， 但是只能以突发的形式，具有 非常特别分立的频率，这就是 Emission Line Spectrum Hot Gas 被观察到的狭窄光谱线，而且 光谱服从经典理论无法理解的 Cold Gas Absorption Line Spectrum 规则。 1885年，巴尔末发现氢光谱线 频率符合以下公式： 器 v=RI1/22-1/n21 L Hs Hy HB Ha 更一般的公式是里德堡原理： v=R[1/n12-1/n22] 408 n30 6OT0 4风9心gg
光谱是分立的 v 原子会发射出电磁波（光）， 但是只能以突发的形式，具有 非常特别分立的频率，这就是 被观察到的狭窄光谱线，而且 光谱服从经典理论无法理解的 规则。 v 1885年，巴尔末发现氢光谱线 频率符合以下公式： v =R[1/22 -1/n2 ] v 更一般的公式是里德堡原理： v =R[1/n1 2 -1/n2 2 ]