物理学-光学 全套PPT课件 共计290P

光学 优质课程多媒体课件 绪 论 第一章 光的干涉 第二章 光的衍射 第三章 几何光学的基本原理 第四章 光学仪器的基本原理 第五章 光的偏振 第七章 光的量子性 绪 论 0学的研究内容和方法 一、光学的重要性 二、光学的研究内容 1、光的发射、传播和接收等规律 2、光和其他物质的相互作用。包括光的吸收、散射和色散。 光的机械作用和光的热、电、化学和生理作用（效应）等。 3、光的本性问题 4、光在生产和社会生活中的应用 三、研究方法 实验 实验 假设 理论 0学发展简史 一、萌芽时期 世界光学的（知识）最早记录，一般书上说是古希腊欧几里德关于“人为什么能看见物体”的回答，但应归中国的墨翟。从时间上看，墨翟（公元前 468 376年），欧几里德（公元前 330 275年），差一百多年。 墨翟（公元前 468 376年） 春秋末战国初期鲁国人（今山东省滕州市） 墨子是我国战国时期著名的思想家、教育家、科学家、军事家、社会活动家， 墨家学派的创始人。创立墨家学说，并有 墨子 一书墨子传世。 节俭、非攻、兼爱、尚鬼 从内容上看 ， 墨经中有八条关于光学方面的：第一条 ， 叙述了影的定义与生成； 第二条说明光与影的关系； 第三条 ， 畅言光的直线传播 ， 并用针孔成像来说明； 第四条 ， 说明光有反射性能；第五条 ， 论光和光源的关系而定影的大小； 第六 、 七 、 八条 ， 分别叙述了平面镜 、 凹球面镜和凸球面镜中物和像的关系 。 欧几里德在 光学 中 ，研究了平面镜成像问题 ， 指出反射角等于入射角的反射定律 ， 但也同时反映了对光的错误认识 从人眼向被看见的物体伸展着某种触须似的东西 。 克莱门德 （ 公元 50年 ） 和托勒玫 （ 公元 90 168年 ） 研究了光的折射现象 ， 最先测定了光通过两种介质分界面时的入射角和折射角 。 罗马的塞涅卡 （ 公元前 3公元 65年 ） 指出充满水的玻璃泡具有放大性能 。 阿拉伯的马斯拉来 、 埃及的阿尔哈金 （ 公元 965 1038年 ）认为光线来自被观察的物体 ， 而光是以球面波的形式从光源发出的 ， 反射线与入射线共面且入射面垂直于界面 。 沈括 （ 1031 1095年）所著 梦溪笔谈 中，论述了凹面镜、 凸面镜成像的规律，指出测定凹面镜焦距的原理、虹的成因。 培根（ 1214 1294年）提出用透镜校正视力和用透镜组成望远镜的可能性。 沈括（ 1031 1095年） 培根（ 1214 1294年） 阿玛蒂 （ 1299年）发明了眼镜。 波特 （ 1535 1561年）研究了成像暗箱。 特点： 只对光有些初步认识，得出一些零碎结论，没有形成系统理论。 二、几何光学时期 菲涅耳和迪卡尔提出了折射定律 这一时期建立了 反射定律和折射定律 ，奠定了几何光学基础。 李普塞（ 1587 1619）在 1608年发明了第一架望远镜。 延森 （ 1588 1632）和冯特纳（ 1580 1656）最早制作了复合显微镜。 1610年， 伽利略 用自己制造的望远镜观察星体，发现了木星的卫星。 三、波动光学时期 1865年 ， 麦克斯韦提出 ， 光波就是一种电磁波 1801年，托马斯 杨做出了光的双缝干涉实验 托马斯 杨 惠更斯 牛顿 1808年，马吕发现了光在两种介质界面上反射时的偏振性。 1815年，菲涅耳提出了惠更斯 菲涅耳原理 通过以上研究，人们确信光是一种波动。 1845年，法拉弟发现了光的振动面在强磁场中的旋转，揭 示了光现象和电磁现象的内在联系。 四、量子光学时期 光的电磁理论不能解释黑体辐射能量按波长的分布和 1887年赫兹发现的光电效应 1900年普朗克提出辐射的量子理论 1905年爱因斯坦提出光量子假说； 1923年康普顿和吴有训用实验证实了光的量子性 。 至此 ， 人们认识到光具有波粒二象性 。 爱因斯坦 五、现代光学时期 1960年 ， 梅曼制成了红宝石激光器 ， 激发的问世 ， 使古老的光学焕发了青春 ， 光学与许多科学技术领域相互渗透 ， 相互结合 ， 派生出许多崭新的分支 。 主要包括：激光 、 全息照相术 、光学纤维 、 红外技术 。 激发 、 原子能 、 半导体 、 电子计算机被称作当代四大光明 。 美 机载激光系统 近年又产生了付立叶光学和非线性光学 。 付立叶光学：将数学中的付立叶变换和通讯中的线性系统理论引入光学 。 要求： 1、 看教材和参考书 ， 培养自学能力 。 2、 作业要认真做 ， 讲究格式 ， 字迹工整 ， 按时交送 ， 作业分占 20%， 一学期缺 5次以上取消考试资格 。 3、 不迟到 、 早退 ， 有事请假 ， 无事不旷课 。 教材说明：按大纲要求 ， 附录原则上不讲 ， 带 “ *”号不讲 。 一、 光的电磁理论 按照麦克斯韦电磁场理论，变化的电场会产生变化 的磁场，这个变化的磁场又产生变化的电场，这样变化 的电场和变化的磁场不断地相互激发并由近及远地传播 形成 电磁波 。 平面简谐电磁波 )(c o s),( 0 )(c o s),( 0 1的电磁理论 1、任一给定点上的 同时存在，同频率、同相位并以同 一速度传播； 2、 相互垂直，并且都与传播方向垂直， E、 H、 足右螺旋关系， E、 有偏振性 3、在空间任一点处 4、电磁波的传播速度决定于介质的介电常量和磁导率，为 1u= 1031 1800 5、电磁波的能量 2021, 光是电磁波，把电磁波按波长或频率的次序排列成谱，称为 电磁波谱。可见光是一种波长很短的电磁波，其波长范围为 40060014 1014是能引起视 觉的电磁波。在真空中，光的不同波长范围与人眼不同颜色感觉 之间的对应关系如下 红 76030 63090 59070 57000 50060 46030 43000在不同媒质中传播时，频率不变，波 长和传播速度变小。 折射率 , 二、光是电磁波 光波是电磁波。 光波中参与与物质相互作用（感光作用、生理作用）的 是 A 矢量，称为光矢量。 A 矢量的振动称为光振动。 3、光强 2光强：在光学中，通常把平均能流密度称为光强， 用 I 表示。 机械波的独立性和叠加性 发生干涉的条件： 1、频率相同 2、观察时间内波动不中断 3、相遇出振动方向 几乎 在同一直线上 干涉现行的特性： 相干与不相干叠加 矢量合成方法 1y 2 1020 1A2A A)c o s ( 1011 c o s ( 2022 c o s (2 1020212221 c o sc o ss i ns i na r c t a n一、光源 1源 光的相干性 光源的最基本发光单元是分子、原子 = (h 2 能级跃迁辐射 普通光源 ：自发辐射 独立 (不同原子发的光 ) 独立 (同一原子先后发的光 ) 发光的随机性 发光的间隙性 波列 波列长 L = c 秒810 1、光源的发光机理 二、光的相干性 c o 122212 c o 121 两频率相同，光矢量方向相同的光源在 dt)c o 0 212121o 0212112o 02121121、非相干叠加 独立光源的两束光 或 同一光源的不同部位 所发出的光的位相差“瞬息万变” 010 o s21 叠加后光强等与两光束单独照射时的光强之和，无干涉现象 c o 121 22、相干叠加 满足相干条件的两束光叠加后 位相差恒定，有干涉现象 21 若 2412 211 c o sI)c o s(142 012 I)k( 干涉相长 干涉相消 1程与光程差 干涉现象决定于两束相干光的位相差 两束相干光通过不同的介质时， 位相差不能单纯由几何路程差决定。 c 光的波长真空中 u 介质中光的波长 光在介质中传播几何路程为 r， 相应的位相变化为 2光程差 )1122 2 光在真空中的波长 若两相干光源不是同位相的 20 ,k 212 ) k( 加强（明）210 ,k 两相干光源同位相，干涉条件 减弱（暗）210 ,k 即： 光程这个概念可将光在介质中走过的路程，折算 为光在真空中的路程 1nP 22)2221杨氏干涉条纹 D d 波程差： s i 12干涉加强 明纹位置 ,212 21212(,) ()(干涉减弱 暗纹位置 210 ,k 1(1)明暗相间的条纹对称分布于中心 干涉条纹特点 ： (2)相邻明条纹和相邻暗条纹等间距 ， 与干涉级 两 相邻明（或暗）条纹间的距离称为 条纹间距 。 若用复色光源，则干涉条纹是彩色的。 1k 3k2k)/( 方法一： D/ 方法二： (3) D, 由条纹间距可算出单色光的波长 。 二、其他分波阵面干涉装置 1、菲涅耳双面镜 虚光源 、 1S 2S 212 明条纹中心的位置 210 ,点在两个虚光源连线的垂直平分线上，屏幕 上明暗条纹中心对 暗条纹中心的位置 Dd 洛埃镜 1p当屏幕 E 移至 E处，从 是观察到暗条纹，验证了反射时有半波损失存在。 问 ：原来的零级条纹移至何处？若移至原来的第 k 级明条纹处，其厚度 h 为多少？ 1已知 ： 上覆盖 的介质厚度为 h ， 折射率为 n ， 设入射光的波长为. 12 r)解 ：从 2发出的相干光所对应的光程差 h)n(12 当光程差为零时，对应 零条纹的位置应满足： 所以零级明条纹下移 0原来 k 级明条纹位置满足： 12设有介质时零级明条纹移到原来第 k 级处，它必须同时满足： h)n(12 1k 利用薄膜上、下两个表面对入射光的反射和折射，可在反射方向 (或透射方向 )获得相干光束。 一、薄膜干涉 扩展光源照射下的薄膜干涉 a1 a2 a 在一均匀透明介质 放入上下表面平行 ,厚度 为 e 的均匀介质 用扩展光源照射薄膜，其 反射和透射光如图所示 1膜干涉 光线 2/)( 12 由折射定律和几何关系可得出： 2t a n2 2c 2211 s i ns i n 1s in 2)c i nc 22222 o 2 i 22122 a2 a 减弱（暗）加强（明）,2,1,02)12(,2,1222s i 干涉条件 薄膜 a a1 a2 n1 n2 外程差的确定 n2 n2 n D 0，会聚作用 D n F -f f n n F O n 晶体 : ne 负晶体 ( ee ,oo n 在晶体中的波面及传播 光轴 e O 正晶体 光轴 负晶体 ,0正晶体 负晶体 ,0O e i C A B 一 A B C D 102 A(D) B(C) 由方解石切割再用树胶粘合而成 . 尼科耳棱镜工作原理 :自然光在 6入射到 被只有 产生偏振光 . 偏振元件 0 i =76 69,全反射 . 例题 . 两尼科耳棱镜的主截面间的夹角由 30转到 45.(1)当入射光是自然光时 ,求转动前后透射光的强度之比 ;(2)当入射光是线偏振光时 ,求转动前后透射光的强度之比 . (1)入射光为自然光夹角为 30时 0208330c o 0208245c o 235时 所以 (2)入射光为线偏振光 夹角为 30时 解 :尼科耳棱镜出射为振动面在主截面内的线偏振光 例题 . 020 4330c o s 020 4245c o s 夹角为 45时 所以 23拉斯顿棱镜： 将两个直角的方解石棱镜沿斜边胶合起来。 A B 光在第一棱镜中不分开，但光线垂直于光轴，因而两束光传播 速度不同。第二棱镜的光轴垂直于第一棱镜，所以第一棱镜中 的 光，由于 no当于光由光疏介质入 射光密介质，折射线近法线； 而第一棱镜的 中的 当于光由光密介 质入射光疏介质，折射线远 离法线如图所示。 三 、 波晶片 一块表面平行的单轴晶体 ， 其光轴与晶体表面平行时 ，垂直入射的 我们把这样的晶体叫波晶片 。 光在真空中波长 0)(2c 0 初相取(2c o s )(2)(2)(2 (2 当两束光射出晶体面 ， 1、 四分之一波片 (1)定义：能使 的晶片称四分之一波片 (2)四分之一波片的厚度 正晶体 (3)作用：产生附加位相差 ， ， 平面偏振光经 1/4波片后 ， 出射光是正椭圆偏振光 (2 4)( eo 4l)(4 eo )(4 oe 2 讨论： （ 1） 四分之一波片的厚度是波长的函数 方解面 ， 对于黄光 ， 对于蓝光 （ 2） 四分之一波片很薄 ， 制造困难 若 ， 即 ， 椭圆形状不变 ， 因此通常使 o 光和 厚度： )( 1 7 eo 1 8 eo 4)12( 2( k)(4)12(0 2、 半波片 能使 奇数倍的晶片 ， 称半波片 ， 其厚度 平面偏振光垂直入射到半波片而透射后 ， 仍为平面偏振光 。 如果入射时振动面和晶体主截面之间的夹角为 ， 则透射光仍为平面偏振光 ， 振动面从原来的方位转动 2 角 。 22)12()( (2)12(eo )12(2 k 5圆偏振光和圆偏振光 在光的传播方向上 ， 任意一个场点电矢量既改变它的大小 ， 又以角速度 （ 即光波的圆频率 ） 均匀转动它的方向；或者说电矢量的端点在波面内描绘出一个椭圆 ， 称椭圆偏振光；圆偏振光 ， 补充：相互垂直的同频率的谐振动的合成 一个质点同时参与两个相互垂直的 ， 频率相同的 ， 有固定位相差的机械振动 ， 质点沿椭圆轨道运动 。 )c 11 c 22 去 t 令 是椭圆方程 )(s i n)c 2 1221221222212 s i n)c 2 1221221222212 12 221222212s i nc 、 椭圆偏振光和圆偏振光的描述 椭圆偏振光可用两列频率相同 ， 振动方向相互垂直 ， 位相差恒定 ，且沿同一方向传播的平面偏振光的迭加得到 ， 在光波沿 合成波表达式 消去 (t )(c o s ()(c o s (光光c o s ()c o s ( 22222s i nc o s)(2 上式为椭圆方程 ， 光矢量末端轨迹描出一个椭圆 =0， , 仍为平面偏振光 正椭圆偏振光 平面偏振光通过 1/4波片后 ， ， 出射光为正椭圆偏振光 平面偏振光通过 1/2波片面 ， ， 出射光仍为平面偏振光 振动面旋转 2 当我们迎着光的传播方向观察时，第一个场点的电矢量端点描出的椭圆沿顺时针方向旋转，我们称之为右旋椭圆偏振光。 23,2 2 ， 右椭圆偏振光 ， ， 左 （ 同一点 ， 不同时刻 ） 指出：在光的传播方向 各点的电矢量的位相是随 因此同一时刻沿 在右椭圆偏振光中 ， 正好构成右手螺旋； （ 同一时刻 ，不同点 ） 圆偏振光 ， （ ） 若 ， 时 ， 5 此时 ，光矢量端点描出一个圆 。 式中第一项取 “ -” 号 ， 表示右旋圆偏振光 式中第二项取 “ +” 号 ， 表示左旋圆偏振光 0 22 A 2 c o s ( ) s i n ( ) t k z x t k z y )s ) c o s ( 二 、 椭圆偏振光和圆偏振光的产生 平面偏振光垂直入射到晶体表面 ， （ 晶体光轴与表面平行 ） ， 则在晶体中 ， 振动面互相垂直 ， 沿同一方向传播 。 位相差： 进入晶体 光程差 位相差 恒定 ， 产生椭圆偏振光 平面偏振光的振动面与晶体主截面夹角 则 ， 一定， 圆长短取向及椭圆形状一定 ( 22 ()n r c o e s 讨论： 1 与 在晶体内不同深处 ， 合成后椭圆偏振光长短轴取向不同 。 2 晶体厚度为 l， 光射出晶体 ， ， 是确定值 ， 因此椭圆偏振光在晶体外传播有确定形状 。 3 ， ， 且 e， 圆偏振光 三 、 自然光改造成椭圆偏振光或圆偏振光 。 自然光直接入射到波晶片上 ， 出射后 ， 不能得到椭圆偏振光 。 自然光先通过偏振器产生平面偏振光 ， 再垂直入射到波晶片上 ， 可以产生椭圆偏振光 。 通常把一个恰当取向的起偏器和一块波晶片的串联组合叫椭圆偏振器 。 起偏器的透振方向与四分之一波片的光轴成 45 角，圆偏振光。 l) 452 5振态的实验检定 一 、 波晶片对偏振态的改变 （ 偏振态决定于 ） 波晶片 椭圆偏振光通过波晶片时 ， 由于产生附加位相差 ， 偏振态改变 。 首先将入射的椭圆偏振光分解为 得出各自的振幅 ， 表示 入射光通过波晶片时 ， 出现附加位相关 ， 依据 、 、 判断偏振态 用波片将线偏振光变成圆偏振光或正椭圆偏振光。 位相延迟分解光束 ( 附附入出 eA 用 1/4波片将线偏振光变成圆偏振光或正椭圆偏振光 。 ， ， 用 片可使线偏振光的振动方向转过 2 ， ， 出射光为平面偏振光 例 1 入射光为附图所示的正椭圆偏振光 ， 长半轴与短半轴分别为 和 ， 求它通过负晶体制成的 片或 片后的偏振态 。 解：对正椭圆偏振光 ， ， 即 ， 振幅分别为 ， 0 入2附 2出2 附 0入 出yA 22A A （ 1） 负晶体制成的 片产生附加位 相差 ， 则 。 故光射光为在二 、 四象限振动的平面偏振光 （ 2） 负晶体制成的 片产生附加位相差 ，则 ， 所以出射光为左旋正椭圆偏振光 。 42附 附入出2 附 232出二 、 五种光的鉴定 （ 五种光：自然光 、 完全偏振光 、部分偏振光 、 圆偏振光 、 椭圆偏振光 ） 1、 用一个偏振片即可将光分为三类 ， 并鉴别出完全偏振光 光强不变 圆偏振光 、 自然光 明暗变化 ， 无消光 部分偏振光 、 椭圆偏振光 明暗变化 ， 有消光 完全偏振光 。 2、 让圆偏振光和自然光分别先通过 片 ， 再通过偏振片 ， 转动偏振片 ， 若出现消光现象为圆偏振光（ ） ， 否则为自然光 。 3、 让入射光先后通过 片 ， 补偿器 ， 人造偏振片 ， 转动人造偏振片 ， 出现消光现象 。 （ ） 为椭圆偏振光 ，否则为部分偏振光 。 4 或附入出 0224 2,0补附入出三 、 补偿器 1、 为什么要使用补偿器 ？ 上述检验椭圆偏振光的实验中 ， 若不用补偿器 ， 必须事先知道 片的光轴方向 ， 而且在实验过程中 ， 必须使 的光轴精确地平行于椭圆的主轴 （ ） ， 这是很难办到的 。 为了克服这些困难 ， 比较好的方法是采用补偿器 。 因为任何位置的椭圆可认为是由两个互相垂直的振动在位相差 的情况下合成的 。 要使这种椭圆偏振光变成平面偏振光 ， 则应另行设法引进可以任意变更的位相差 作为补偿 ， 目的是使 与 ， 的总和等于 。 44 2 2 入 或补附入 02、 巴俾涅补偿器 由两块光轴互相垂直的楔形石英组成，上楔中 为 分别是光在上楔和下楔通过厚度 缺点：必须用极窄的光束 。 对于宽光束 ， 互补偿器不同位置 ， 位相差不同 。 3、 索列尔补偿器 上楔可以左、右移动，从而改变 以用宽光束。 0 1 0 2 0 1 222 ( ) ( ) ( ) ( )e e en n d n n d n n d d 5振光的干涉 一 、 观察偏振光干涉的装置与实验结果 1、 实验装置 2、 实验结果 1 以单色光入射时 ， 若波晶片厚度均匀 ， 观察屏上得到一个光强均匀分布的光斑 ， 转动任一器件 ， 均可使光强发生变化；若将波晶片制成光劈状 ， 并在 屏上出现等厚干涉条纹 。 2 以白光入射时 ， 对于厚度均匀的波晶片 ， 屏上出现某种颜色的光斑 ，转动任一器件 ， 光斑颜色发生变化；使用光劈状晶片 ， 则出现彩色条纹 。 二 、 平面偏振光干涉的强度分布 从 2e、 相联系 刚进入波晶片时 ， ， （ 若 在二 、四象限 ， ） ， 在 ， 若 同方向 ， ；若 方向相反 ， s c o sc o 入1Ed) 附A , 投20E 与0 投 20E 与 投投附入 投影到 满足相干条件： （ 两个同方向 ， 同频率谐振动合成 ） 由此知 ， 有关 c o c o sc o sc o ss i nc o sc o ss i n( s i n 2A 2222212s A(2 ,d,I 2 与三 、 单色偏振光干涉中的两个特殊情况 1、 2正交 以上关系代入 （ 1） （ 2） （ 3） 90 附投入 ,0)c o s (c o ss i ns i nc o sc o s s i n 附22222221 2AIc o sc o ss i o ss i 222221 附)c o s i 21附2s 极大极小附 )1k2( 2平行 当 （ 5） 对于给定波晶片 ， I 为极小 )1(,0,0 代入附投入 )c o sc o ss i nc o s( s i n 附 22442111 2AI)c o sc o ss i o ss i n2)c o s ( s i 22222221 附)2s i i 2221 附极小极大附 )1k2(12111 / 四 、 显色偏振 1、 什么叫显色偏振 偏振光干涉时出现彩色的现象 ， 叫显色偏振 2、 解释： 对各种波长的光 ， 差别极小 ， 决定于 3、 互补色 由 知 ， 两尼科耳平行时 ， 某些波长加强到什么程度 ， 两尼科耳正交时 ， 这些波长的光就减弱到什么程度 ， 白光照射 ， 平行时出现的彩色与垂直时出现的彩色混合为白色 。 任何两种彩色如果混合起来为白色 ， 则这两种色互为互补色 。 I 的颜色就是 4、 显色偏振的应用 1 鉴定物质的双折射性 2 寻找互补色 d) 附eo 附 2111 谢谢！ 第七章 光的量子性 教学基本要求： 1、 概括叙述量子论的早期发展过程 。 介绍热辐射及普朗克量子假说 。 2、 阐明光电效应及其引出光子概念的实验和分析过程 。 3、 介绍康普顿实验 ， 扼要分析光的波粒二象性的物理思想及其重要意义 。 7热辐射 普朗克的量子假设 经典物理及其困难 牛顿力学（包括分析力学） 麦克斯韦电磁场理论 光的波动性理论 热力学统计物理 十九世纪末 比较完善 十九世纪末物理学晴朗天空中的两朵乌云 黑体辐射的紫外灾难 迈克尔孙实验的零结果 下对称破缺 狭义相对论 子论 、 热辐射及特点 1、 热辐射 ： 由于物体中分子、原子受到热激发而发射电磁波辐射的现象。 辐射的电磁波能量按波长的分布随温度而不同 。 2、特点 ： 物体逐渐加热，温度升高，物体颜色由暗淡变红变黄变白、青白。物体辐射能量升高。 物体既向外辐射能量，同时也吸收能量。 辐射与吸收平衡，物体温度不变化而处于热平衡，称为平衡热辐射。 二、 热辐射的描述 总辐射度： 物体从单位面积上发射的所有各种波长的辐射总功率。 0单色辐出度： 物体从单位面积上发射的，波长介于 和 +d之间的辐射功率 d之比。 黑体模型 绝对黑体 ： 如果任一物体，在任何温度下对任何波长的辐射能的吸收系数都等于 1，那么该物体称为绝对黑体 。 三、 黑体辐射的实验 定律 斯忒藩 物体的辐出度与温度的四次方成正比 。 4)( 斯忒藩常数： )(106 7 0 28 恩位移定律： 能谱分布曲线的峰值对应的波长 )(108 9 ),( )( m4 0 1 2 3 说明： 上述两条定律均可由热力学理论导出。 热辐射的量值随着温度升高而迅速增加。热辐射峰值波长随温度增加而向短波方向移动。 可以解释热辐射现象： 色由暗淡向青白变化。 现代科学技术应用很广：如测温度，遥感，红外追踪等。 测量行星表面温度。 黑体辐射实验规律的解释 352, 41, 说 明 ： 在短波段（紫外区）出现发散，称为“紫外灾难”。 式在短波段与实验符合较好，但在长波段与实验不符合。 ),( )( m4 0 1 2 3 5 6 7 8 9 维恩线 瑞利 经典理论的基本观点： （ 1）电磁辐射来源于带电粒子的振动，电磁波的频率与振动频率相同。 （ 2）振子辐射的电磁波含有各种波长，是连续的，辐射能量也是连续的。 （ 3）温度升高，振子振动加强，辐射能增大。 四、普朗克的量子假设： 对于频率为 的振子，振子辐射的能量不是连续的，而是分立的，它的取值是某一最小能量 h的整数倍。 112,52 其中： h= :将星体看作绝对黑体 ,可用维恩位移定律估算其表面温度 ,如已知 太阳辐射时 ,m=m,试求太阳的表面温度及一年的质量损失 单位太阳表面积在 1秒钟辐射能量为 7 484 太阳表面 1秒钟辐射的总能量为 105)62872 相应的质量亏损为 2 太阳总质量 21027 : （ 1）温度为 20 的物体，它的辐射能中辐出度的峰值所对应的波长是多少？ （ 2）若使一物体单色辐出度的峰值所对应的波长在红色谱线范围内，其温度应为多少？ （ 3）上两小题中，总辐射能的比率为多少？ 解： （ 1） 3108 9 （ 2）取 =6500A （ 3） 4341212 电效应 ： （ 当一束光照射在金属表面上时，金属表面有电子逸出的现象。 G V K A - 7光电效应 爱因斯坦的量子解释 实验一： 入射光强度和频率不变 I U 0 、增加电压 U，光电流随之增加，直至饱和。 3、当反向电压 U=光电流 I = 0。 截止电压： 光电子刚好不能到达 遏止电势差与入射光频率具有线性关系 2212、电压 U = 0时，光电流 I = 0。 0 0 改变入射光强度和频率 I 02 、入射光频率不变，饱和电流 大小与入射光的强度成正比。 2、入射光的强度不变时，其频率越高，截止电压 即： 即： 光电子初动能与入射光的强度无关，只与入射光的频率有关 。 o 一定 I 0 2 1 3、存在一个“截止频率” （红限） o 。 4、光电效应瞬时响应的性质。 t 10二、 爱因斯坦光量子假设 一束光就是一束以光速运动的粒子流，这些粒子称为光