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文档简介

1、光的波粒二象性19世纪末,经典物理理论发展到相当完善阶段牛顿力学：牛顿三定律麦克斯韦电磁理论：光=电磁波；Maxwell方程组热力学三大定律；分子运动论和统计热力学 光的波粒二象性 经典物理学的成功 经典物理学的困难1900 London 开尔文: 在热和光动力理论上空的19世纪乌云 “The beauty and clearness of the dynamical theory is at present obscured by two clouds.” 在物理学阳光灿烂的天空中漂浮着两朵小乌云 迈克尔逊莫雷实验 导致了相对论的诞生 黑体辐射研究 导致了量子力学的诞生经典理论在解释一些新的

2、实验结果上遇到了 严重的困难。 （1）黑体辐射问题 （2）光电效应 （3）氢原子线状光谱吸收本领 : 吸收的辐射能通量谱密度与照射的谱密度之比黑体辐射与普朗克量子假设平衡态下热辐射与物体材料形状无关当绝对黑体（黑体）发射本领 ：基尔霍夫定律: 黑体辐射：由空腔小孔发出的辐射黑体辐射的能谱密度与辐射的波长的分布曲线，曲线形状只与黑体的绝对温度T 有关而与黑体的形状和材料无关。黑体模型：空窖0510实验曲线Wien 公式在短波部分与实验相符合，长波部分不一致。Wien 公式(1894) Wien 线0510瑞利金斯公式在长波部分与实验相符合Rayleigh(1900) Jeans(1905)公式紫

3、外灾难参见P30图1.4-2Planck 黑体辐射定律公式结果与实验数据符合很好1900年10月19日Planck 线0510德 18581918年N奖柏林大学 对 Planck 辐射定律的二点讨论：（1）高频(短波)时，Wien 公式（2）低频(长波)时Rayleigh-Jeans 公式(1)电磁驻波(微观简谐振子)的能量取值是不连续 的,频率为 的简谐振子的能量 只能取 的整数倍,即(2)微观简谐振子发射或吸收辐射都只能是一份一 份的,即量子化的.被发射或被吸收的辐射的一 份能量值为1900年12月14日 Planck 提出能量子假定：第一个是Einstein.1905年用Planck量子假设解释光电效应。认为光不仅是电磁波，而且还是一个粒子。电磁辐射不仅在发射和吸收时以能量 的微粒形式出现，而且以这种形式在真空以光速c传播，这种粒子叫做光量子(光子)。 能量与频率关系 动量与波长关系Planck-Einstein关系式总结光子能量、动量关系式如下：把光子的波动性和粒子性联系了起来相对论能动量关系：光子的能动量关系:和Max Born ,18

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