宏观世界中的经典物理学: 电磁理论 电现象和磁现象产生联系: Oersted和 Faraday 发展: Maxwell,电动力学( Electrodynamics),预言了电 磁波。 Hertz,实验上产生、接收电磁波,验证了 Maxwell的理论 题同图 光学( optIcs): Fresnel,光的波动理论, Hertz发现电磁波后 光波是电磁波的一种。 当时,电流被看成是运动的电荷,与力学产生了联系。电磁波 被认为与机械波类似,传播的介质以太( Aether)
宏观世界中的经典物理学： 电磁理论 电现象和磁现象产生联系：Oersted 和 Faraday 发展：Maxwell，电动力学（Electrodynamics），预言了电 磁波。Hertz，实验上产生、接收电磁波，验证了 Maxwell 的理论。 光学（optics）：Fresnel, 光的波动理论，Hertz 发现电磁波后， 光波是电磁波的一种。 当时，电流被看成是运动的电荷，与力学产生了联系。电磁波 被认为与机械波类似，传播的介质以太（Aether）
当时,经典物理学对于宏观世界中物理现象的基本认识: ③物理现象的基本规律是决定论的。 ②能量动量等物理量的变化是连续变化的。例如,热力学的能量 传递,电磁场的能量吸收等。 ③由原子、分子构成的物质在本质上以粒子的形式存在,其运动 本质上是轨道运动。 电磁场本质上是以波动的形式存在和演化
当时, 经典物理学对于宏观世界中物理现象的基本认识： 1 物理现象的基本规律是决定论的。 2 能量动量等物理量的变化是连续变化的。例如，热力学的能量 传递, 电磁场的能量吸收等。 3 由原子、分子构成的物质在本质上以粒子的形式存在，其运动 本质上是轨道运动。 4 电磁场本质上是以波动的形式存在和演化
量子力学的第一个突破:黑体辐射。 经典物理的缺陷首先表现为不能解释黑体辐射能量密度随频率 的分布规律。 黑体:能吸收所有照射其上的电磁辐射 Q具有一定温度时,黑体也能向外发射电磁波,比其他任何物体 放出的都多 ③黑体辐射:在一个腔体内黑体一定温度下和辐射形成热平衡时 辐射的能量密度随频率的分布只跟温度有关,与形状等其他因 素无关.( Kirchhoff u(v,T)。 ③开小口的空腔:光射入空腔后多次反射,被腔壁吸收。整个腔 体保持一定温度,腔体内充满黑体辐射,从小孔发出的辐射可 以看成是个黑体辐射。 Blackbody Model: cavity with a small hole
量子力学的第一个突破：黑体辐射。 经典物理的缺陷首先表现为不能解释黑体辐射能量密度随频率 的分布规律。 1 黑体: 能吸收所有照射其上的电磁辐射。 2 具有一定温度时，黑体也能向外发射电磁波, 比其他任何物体 放出的都多。 3 黑体辐射：在一个腔体内黑体一定温度下和辐射形成热平衡时， 辐射的能量密度随频率的分布只跟温度有关，与形状等其他因 素无关. (Kirchhoff u(ν, T)) 。 4 开小口的空腔：光射入空腔后多次反射, 被腔壁吸收。整个腔 体保持一定温度，腔体内充满黑体辐射, 从小孔发出的辐射可 以看成是个黑体辐射。 Blackbody Model: cavity with a small hole
黑体辐射的实验发现 INFRARED 300oK
黑体辐射的实验发现： UV VISIBLE INFRARED 0 2 4 6 8 10 12 14 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 Spectral radiance (kW · sr ⁻¹ · m ⁻² · nm ⁻¹) Wavelength (✁m) 5000 K 4000 K 3000 K 0 2 4 6 8 10 12 14 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 Spectral radiance (kW · sr ⁻¹ · m ⁻² · nm ⁻¹) Wavelength (✁m) 5000 K 4000 K 3000 K
实验及理论 o Stefan-Boltzmann:辐射功 率P=a7=t,实验测得: 0=5.67 x 10-2W/cm.K.Boltzmann Schwarzer orpre 理论上推导出了这一公式 Serie iv Wien位移律:热力学推导MmaT=b b=0.2898cm.K oWen公式 ≈D e-a/T,(n≥0) 积分后与 Stefan- Boltzmann 比较得到:n=3. the intensity of the blackbody radiation a a by beoken w (e symbols
实验及理论： Stefan-Boltzmann: 辐射功 率P = σT 4 = c 4 u, 实验测得: σ = 5.67 × 10−12W/cm 2 · K4 . Boltzmann 理论上推导出了这一公式。 Wien 位移律：热力学推导 λmaxT = b, b = 0.2898cm · K. Wien 公式： u(ν, T) ∼ ν n e −cν/T, (n ≥ 0) 积分后与 Stefan-Boltzmann 比较得到：n = 3. The findings of Lummer and Pringsheim for the intensity of the blackbody radiation as a function of its wavelength. The measurements (× symbols connected by full lines)deviate from values computed according to Wien’s law (⊗ symbols connected by broken lines)