第21章量子光学基出 §21.0引言 §21.1热辐射黑体辐射 §21.2普朗克的能量子假说和黑体辐射公式 §21.3光的粒子性 §21.4康普顿散射 §21.5氢原子光谱 Bohr理论 §21.6光的辐射和吸收 §21.7激光
第 21 章 量子光学基础 §21.1 热辐射 黑体辐射 §21.2 普朗克的能量子假说和黑体辐射公式 §21.3 光的粒子性 §21.4 康普顿散射 §21.5 氢原子光谱 Bohr 理论 §21.6 光的辐射和吸收 §21.7 激光 §21.0 引言
§21.1热辐射黑体辐射 一、 基尔霍夫定律(Kirchhoff) 1.热辐射的基本概念 所有物体在任何温度下都要发射电磁 波，这种与温度有关的辐射称为热辐射 (heat radiation). 热辐射的电磁波的波长、强度与物体的温 度有关，还与物体的性质表面形状有关
所有物体在任何温度下都要发射 所有物体在任何温度下都要发射电磁 波，这种与温度有关的辐射称为 这种与温度有关的辐射称为热辐射 (heat radiation) (heat radiation) 。 热辐射的电磁波的波长、强度与物体的温 热辐射的电磁波的波长、强度与物体的温 度有关，还与物体的性质表面形状有关。 度有关，还与物体的性质表面形状有关。 §21.1 热辐射 黑体辐射 1. 热辐射的基本概念 热辐射的基本概念 一、基尔霍夫定律(Kirchhoff) (Kirchhoff)
单色辐出度M2：为了描述物体在温度为T时辐射能 量的能力，定义物体单位表面在单位时间内发出的波 长在入附近单位波长间隔内的电磁波的能量为单色辐 出度M2,即 M,(T)= dE d入 辐出度M():物体从单位面积上发射的所有各种波 长的辐射总功率称为物体的总辐出度M(T) M(T)=M(T)da 0
单色辐出度Mλ ： 为了描述物体在温度为 为了描述物体在温度为 T 时辐射能 量的能力，定义物体单位表面在单位时间内发出的波 物体单位表面在单位时间内发出的波 长在λ附近单位波长间隔内的电磁波的能量为 附近单位波长间隔内的电磁波的能量为单色辐 出度Mλ，即 辐出度 M(T): 物体从单位面积上发射的所有各种波 物体从单位面积上发射的所有各种波 长的辐射总功率称为物体的总辐出度 长的辐射总功率称为物体的总辐出度 M(T) λ λ λ d d )( E TM = ∫ ∞ = 0 λ TMTM d)()( λ
吸收比：当辐射从外界入射到物体表面时，吸收能 量与入射总能量之比： E吸收 0(T)= E入射 吸收能力的量度 单色吸收比：当辐射从外界入射到物体表面时，在 2到2+d2的波段内吸收的能量“E吸收d2”与入射的 总能量“E,入射d2”之比： 0x(2,T)= E吸牧 E公
入射 吸收 E E α T )( = 单色吸收比: 当辐射从外界入射到物体表面时，在 当辐射从外界入射到物体表面时，在 λ到λ+dλ的波段内吸收的能量 的波段内吸收的能量 “ Eλ吸收 dλ”与入射的 总能量“ Eλ入射 dλ”之比: 吸收比: 当辐射从外界入射到物体表面时， 当辐射从外界入射到物体表面时，吸收能 量与入射总能量之比 量与入射总能量之比: 吸收能力的量度 吸收能力的量度 入射 吸收 λ λ λα E E T ),( =
2.基尔霍夫定律 同一个物体的发射本领和吸收本领有内在联 系。 基尔霍夫定律：实验发现，在温度一定时物体 在某波长入处的单色辐出度与单色吸收比的比 值与物体及其物体表面的性质无关，即 M,(2,T) M3(九，T) =…=M(2,T) a(元，T)a2(2,T)
同一个物体的发射本领和吸收本领有内在联 同一个物体的发射本领和吸收本领有内在联 系。 2. 基尔霍夫定律 基尔霍夫定律： 基尔霍夫定律：实验发现，在温度一定时物体 实验发现，在温度一定时物体 在某波长 λ处的单色辐出度与单色吸收比的比 处的单色辐出度与单色吸收比的比 值与物体及其物体表面的性质无关，即 值与物体及其物体表面的性质无关，即 ),( ),( ),( ),( ),( 0 2 2 1 1 TM T TM T TM λ λα λ λα λ = L ==