大学物理第十六章从经典物理到量子物理课后习题答案及复习内容.doc

第十六章 从经典物理到量子物理

一、基本要求

1. 了解描述热辐射的几个物理量及绝对黑体辐射的两条实验规律。

2. 理解普朗克的“能量子”假设的内容，了解普朗克公式。

3. 理解光电效应和康普顿效应的实验规律，以及爱因斯坦的光子理论对

这两个效应的解释。

4. 理解爱因斯坦光电效应方程；红限概念和康普顿散射公式。

5. 理解光的波粒二象性以及光子的能量，质量和动量的计算。

6. 掌握氢原子光谱的实验规律，理解玻尔氢原子理论的三条基本假设的内容；并由三条假设出发，推导出氢原子的光谱规律。

二、基本内容

1. 黑体辐射

（1）绝对黑体

在任何温度下都能全部吸收照射在其上的任何波长的电磁波的物体，称为绝对黑体。绝对黑体是一种理想模型，其在任何温度下对任何波长入射辐射能的吸收比均为1。

（2）黑体辐射的实验规律

斯特藩-玻尔兹曼定律

式中为绝对黑体在一定温度下的辐射出射度，=5.67×10-8W·m-2·K-1为斯特藩常量。

维恩位移定律

式中为相应于曲线极大值的波长，m·K

（3）普朗克的能量子假说

辐射黑体是由原子分子组成的。这些原子和分子的振动可看作线性谐振子，这些谐振子的能量只能是某一最小能量ε的整数倍，即ε，2ε，3ε...，nε，物体发射或吸收的能量必须是这个最小单元的整数倍。ε称为能量子，n 为正整数，叫量子数。在黑体辐射理论中，能量子ε=，其中是普朗克常量，是特定波长的辐射所对应的频率。

（4）普朗克黑体辐射公式 =

式中为普朗克常量，为玻尔兹曼常量，为真空中光速。由此公式可推导出斯特藩-玻尔兹曼定律和维恩位移定律，而且在低频和高频情况下可分别化为瑞利-金斯公式和维恩公式。

2. 光电效应

金属及其化合物在电磁辐射下发射电子的现象称为光电效应。