维恩位移定律
Mλ
每一曲线都对应 (T) 一个辐射能量最大 的波长(峰值波长) λm，λm随温度升 高向短波方向位移。
1700K 1500K 1300K 1100K
1 2 3 4 λ(μm)
维恩根据热力学理论指出：
λm
λm = b/T
常数b=2.898×10-3 m·k，
此结果称为维恩位移定律。铁块被加热
4、黑体 (black body)
如果一个物体对入射的电磁波能全部吸收，即称为黑体(black body) 。
用一个耐高温不透明材料做成一个大空腔，外面开一个小 孔，入射光线不会被反射，此空腔可看作是黑体模型。
补充：基尔霍夫辐射定律
单色吸收比 aλ（T） ： 物体对某一单色波长吸收的能量与入射能量之比。 单色反射比 rλ（T） ： 物体对某一单色波长反射的能量与入射能量之比。
一个是热辐射现象中的紫外灾难 另一个是否定绝对时空观的迈克尔逊—莫雷实验 正是这两朵小小的乌云，冲破了经典物理学的束缚， 打消了当时绝大多数物理学家的盲目乐观情绪，为后来 建立近代物理学的理论基础作出了贡献。事实上还有第 三朵小小的乌云，这就是放射性现象的发现，它有力地 表明了原子不是构成物质的基本单元，原子也是可以分 割的。
斯特藩(J.Stefan,1835—1893)建立了黑体面辐射强 度与绝对温度之间关系的经验公式，制成辐射高温 计，测得太阳表面温度约为6000℃； 1884年玻尔兹曼同时也从热力学理论上证明了此公 式成立，故此定律称为斯特藩-玻尔兹曼定律。
作用；在已知物体表面温度时，我们可以求出物 体因辐射损失的能量。
维恩位移定律的作用：
一、量子力学的产生
二、量子力学的发展过程
黑体辐射实验—1900年普朗克提出电磁辐射的能量交换 只能是量子化的。 光电效应实验－1905年爱因斯坦提出光子假设 1911年卢瑟福α粒子轰击原子核散射试验，提出了原子 的核式模型
1913年波耳理论解释了氢光谱证实原子中量子态的存在
1923年德布罗意提出所有的物质粒子都具有波粒二向性 假设，1925电子在晶体中的衍射证明了该结论的正确性
颜料
红 混合
橙紫
黑
黄 绿蓝
第一节 黑体辐射
1、热辐射(Thermal radiation) ：
一切物体或固体,在任何温度下都向空间发射各种波 长的电磁波 由原子分子热运动引起的辐射现象称为热辐射。 低温物体的辐射远红外线，不易觉察； 高温物体的辐射可见光、紫外线，易被感知、感觉， 如太阳发光、火炉发热等。 所辐射电磁波的特征仅与温度有关。
量子革命的导火线
辐射问题 热的物体发光，越热发出的光越明亮。
光谱的范围很广，当温度升高时，物体呈 现出的颜色向短波方向移动，人们试图结 合热力学和电磁学作出解释，不过所有的 尝试均以失败告终。
就连当时赫赫有名对物理学各方面都做出过重要贡献 的权威人物开耳文勋爵在一篇于1900年发表的瞻望二 十世纪物理学发展的文章中也说：“在已经基本建成的 科学大厦中，后辈物理学家只需要做一些零星的修补 工作就行了”，不过他还不愧为一名确有远见卓识的物 理学家，因为他接着又指出：“但是在物理晴朗天空的 远处，还有两朵小小令人不安的乌云”，即运用当时的 物理学理论所无法正确解释的两个实验现象。
海森堡的矩阵力学，薛定鄂的波动力学建立起了量子力 学的理论基础
物体为什么有颜色？
1.物体自身发光 2.对色光的反射、吸收和透射不同，产生了物体的颜色
红黄蓝三种基本颜料（也称三原色）可以调配出各种色 彩的颜料，颜料的颜色是反射光的颜色。 三原色光（红绿蓝）可以组合出各种色彩；
色光 红
混合
黄 品红
白பைடு நூலகம்
绿 青蓝
Mλ (T)
加，实验确定：黑体
总辐射能量
1700K 1500K 1300K 1100K
M(T)=∫Mλ(T)dλ 与绝对温度T的四次方
成正比，即
1 2 3 4 λ(μm)
斯特藩—玻尔兹曼定律
实验证明：总辐射能量M（T）=∫Mλ(T)dλ与 绝对温度T的四次方成正比，即
M (T)=σT 4
σ= 5.67×10-8 w/m2k4 ，称为斯特藩常数。
对于不透明的物体，单色吸收比和单色反射比的总和等于1 黑体的单色吸收比等于1
实验发现：孤立系统中几个物体,在同样的温度下，各种不同物体 对相同波长的单色辐出度与单色吸收比之比值都相等，并且都等于 黑体对同一波长的单色辐出度。－基尔霍夫辐射定律
M 1(T ) a（1 T )
M 2 (T ) a（2 T )
固体在温度升高时颜色的变化
800K
1000K
1200K
1400K
2、热平衡辐射
一个物体若辐射电磁波的能量（称为辐射能）等于 它在相同时间内吸收的辐射能时，物体的温度保持 不变，此即热平衡辐射。
一个物体辐射能小于它同时间内吸收的辐射能，物 体的温度将升高；否则，温度降低。
3、辐出度
物体单位时间在单位表面积上辐射的能量称为辐出 度，用M (T)表示；（T 表示辐出度与温度有关） 物体对某一单色光的辐出度称为单色辐出度， 单色辐出度用M λ(T)表示，单位为：W·m -2 某一温度下物体对所有波长的总辐出度为：
第十五章 量子力学基础
概述： 量子力学是描述微观世界结构、运动与变
化规律的物理科学。它是20世纪人类文明发展 的一个重大飞跃，量子力学的发现引发了一系 列划时代的科学发现与技术发明，对人类社会 的进步做出重要贡献。量子力学和相对论是近 代物理的两大支柱。
对于许多人来说，也许量子力学比相对论更为 有用。后者一般用于研究基本粒子的产生和相互转 化以及大尺度的时空结构，但对于20世纪人类的生 产生活，原子层次的世界显得更为重要。在量子力 学基础上，材料科学、激光技术、超导物理等学科 蓬勃发展，为深刻影响20世纪人们生活方式的计算 机技术、信息技术、能源技术的发展打下了基础。
.......
M 0 (T )
M（0 T）表示黑体的单色辐出度。
5、黑体辐射能谱曲线
给黑体模型加热，由小孔处发出的辐射就是黑体 辐射。
用分光技术把从空腔发出的辐射拍摄成光谱，再 测量各种波长的功率，可得出黑体辐射的能量分 布曲线，如图。
此曲线给出两个重要的定律：
由左图可看出温度T升 高，各波长的能量增