普朗克的伟大成就，就是创立了量子 理论，这是物理学史上的一次巨大变革。 从此结束了经典物理学一统天下的局面。
1900年，普朗克抛弃了能量是连续的 传统经典物理观念，导出了与实验完全 符合的黑体辐射经验公式。在理论上导 出这个公式，必须假设物质辐射的能量 是不连续的，只能是某一个最小能量的 整数倍。普朗克把这一最小能量单位称 为“能量子”。普朗克的假设解决了黑 体辐射的理论困难。普朗克还进一步提 出了能量子与频率成正比的观点，并引
十
五
章
量
子 物
问题：
理
2. 什么是光电效应？
安宏
2021/2/8
第 光电效应——光的微粒说——爱因斯坦
十 五 章 量1. 存在红限频率。 子 物2. 光照到金属表面光电流立即产生。 理3. 光的最大动能只与光的频率有关，与光强无关。
4. 存在饱和光电流。
光电子 金属
爱因斯坦——190—5年—光量子理论
物 看成理想的黑体。
理
一般物体——吸收 反射 透射
绝对黑体——吸收
辐射
整个热辐射研究可简化为黑体辐射的研究
安宏
2021/2/8
第热辐射的实验曲线
十
五 章
热辐射的实验规律
量
子
M (T)
物
60
2200K
理
50
21080000000度度度 火 炉
40 2000K
30
20
1800K
炉火纯青
10
1600K
每一升空气似乎都在激烈地对流和振荡。
一个伟大的时代需要伟大的人物，有史 以来最出色和最富激情的 “黄金一代” 物理学家便在这乱世的前夕成长起来。
安宏
2021/2/8
第 量子理论的三大先驱 十 五 章 量 子 物 理
玻尔15
普朗克42
1900年 量子概念
安宏
爱因斯坦21
1905年
2021/2/8
第
五
章1900.6年瑞利--金斯利从电动力学和统计力学
量子出发导出
物
理
紫外灾难
M (T)
1.02.0 3.04.0 5.0 6.0 7.0 8安.0 9宏.0
公式在短波区域 明显与实验不符， 而理论上却找不出 错误
2021/2/8
第
十
五
新实验
章
尖锐矛盾
量
经典物理
子
物
理
0 结果
相对论
紫外灾难
安宏
量子论
玻尔15
1913年
普朗克42
1900年 量子概念
安宏
爱因斯坦21
1905年
2021/2/8
第 何谓热辐射
十
五 章
物物体体在在任任一一温温度度下下发发射射从从红红外外线线、、可可见见光光到到
量 子
紫紫外外线线的的λλ连连续续的的电电磁磁波波。。
物
理
安宏
2021/2/8
第 十 五 章
量 素材来源 子 教学大纲
安宏
2021/2/8
第 光电效应——光的微粒说——爱因斯坦
十•爱因斯坦光量子假说(1905)
五 章
1）光束——粒子流——光子（光量子）流
量 子
2）光子的能量
hν
物
理 3）单色光的强度 I Nhν
•爱因斯坦光电效应方程
hν1mV2 W 2m
逸出功 安宏
2021/2/8
第 光电效应——光的微粒说——爱因斯坦
法，因为我从这种深入剖析中获得了极大的好处
，起初我只是倾向于认为，而现在是确切地知道
作用量子 将在物理中发挥出巨大作用”。
安宏
2021/2/8
第量子概念的诞生
十
五
章
量子论这个精灵蹦跳在时代的最前缘，它
量 需要最有锐气的头脑和最富有创见的思想来激
hν 子
物
活它的灵气。
理
20世纪初，物理学的天空中已是黑云压城，
2021/2/8
第量子概念的诞生
十
五 普朗克量子假说
章
量
1900年12月14
子 日
物 理
hν
能量不连续，只能取某一最小能量的 整数倍!!!!!
E n n
n1.2.3 量子数
h = 6.6310安-34宏J·s
称为普朗克恒量 2021/2/8
第量子概念的诞生
十 量子理论带来了出人意料的
五
章
科学上
十
五
章
量
子
物
密立根
hν1mV2 W 2m
理
1916年，密立根的实验结果完全肯定了爱因斯坦的 光电效应方程，并且测出当时最好的普朗克常数h的值。
但他研究的初衷不是去证明爱因斯坦的光电 效应公式，而是要推翻爱因斯坦的公式。
1923 年获诺贝尔物理学奖，以表彰他对基本 电荷和光电效应的工作。
安宏
2021/2/8
物 看成理想的黑体。
理
一般物体——吸收 反射 透射
绝对黑体——吸收
辐射
安宏
2021/2/8
第绝对黑体
十 五
注意：
章 量
黑体当其自身的热辐射很弱时，看上去是黑洞洞的。
子
物
理
如远处不点灯的建筑物
若室内点灯
（自身辐射较强）
好的吸收体也是好的辐射体
安宏
2021/2/8
第绝对黑体
十 五
注意：
章 量 子
一个开有小孔的内表 面粗糙的空腔可近似
量
hν 子
技术上
物
理
社会上
哲学上
的多种多样的新鲜成果
也逐渐成了20世纪物理学中的“唯一思想模式”
揭示了微观世界中一个重要规律，
开创了物理学的一个全新领域。
安宏
2021/2/8
第量子概念的诞生
十 “这一发现成为20世纪整个物理研究的基础，从
五 章
那时起，几乎完全决定了物理学的发展”。
量
——爱因斯坦
安宏
2021/2/8
第 康普顿效应的量子解释
十
五 康普顿效应的量子解释: 能量、动量守恒
章 量
(1) 入射光子与外层电子弹性碰撞
子
物
理
0
自由电子
外层电子受原子核束缚较弱, 近似自由.
碰撞时光子损失能量，波长改变.
安宏
2021/2/8
第 康普顿效应的量子解释
十
五 康普顿效应的量子解释: 能量、动量守恒
理
面积上吸收能与入射能之比
r(T)a(T)1
绝对黑体（黑体）——在任何温度下，对任何波长的辐射能
的吸收率恒为1的物体。
子理论来解释热辐射并建立了两个公式：
物
理
1.02.0 3.04.05.0 6.0 7.08.0 9.0
1）维恩公式（Wien’s formula）
维恩公式在长波 方面与实验不符
1896年德国维恩（Wien）从热力学普遍理论
出发导出
安宏
2021/2/8
第热辐射规律的理论解释

十2）瑞利--金斯公式（Rayleigh-jean’s formula）
五
章
量
子
物
理
1927
康普顿的X射线实验室
对证实康普顿效应作出了重要贡献
在康普顿的一本著作中曾19处提到吴有训
吴有训
安宏
2021/2/8
第
十
五 章
例
光电效应和康普顿效应都包含有电子与光子的相互
量 作用过程，对此，在以下几种理解中，正确的是( )
子 物 (A) 两种效应中电子与光子两者组成的系统都服从动 理 量守恒定律和能量守恒定律．
(B) 两种效应都相当于电子与光子的弹性碰撞过程．
(C) 两种效应都属于电子吸收光子的过程．
(D) 光电效应是吸收光子的过程，而康普顿效应则相 当于光子和电子的弹性碰撞过程．
安宏
2021/2/8
第
十
五 章 量
作业本P29
子
物 理
一. 1、2、3
二. 1、7
三. 1 、2、5
安宏
2021/2/8
第 量子理论的三大先驱 十 五 章 量 子 物 理
章 量
(2) 入射光子与内层电子弹性碰撞
子
物
理
0
0
原子
内层电子被紧束缚，光子相当于和整个原子发生碰撞。 光子质量远小于原子，碰撞时光子不损失能量，波长不变。
安宏
2021/2/8
第 康普顿效应的量子解释
十
五 康普顿效应的量子解释: 能量、动量守恒
章 量
光子和电子作弹性碰撞的结果
子 物
1、若光子和外层电子相碰撞，光子有一部分能量传
物
理 教学日历
使用教材
教辅资料
教师简介
大学物理A
——电子课件
作者姓名：安宏 工作单位：大连大学物理科学与技术学院 联系方式：电话-3
邮箱-
安宏
2021/2/8
第 十 五 章 量 子 物 理
普朗克
Max Karl Ernst Ludwig Planck
( 1858―1947)
德国物理学家，量子物理学的开 创者和奠基人，1918年诺贝尔物理学奖 金的获得者。
量 子
紫外线的λ连续的电磁波。
物
理
安宏
2021/2/8
第 何谓热辐射
十
五
章 物体在任一温度下发射从红外线、可见光到
量 子 物
紫外线的λ连续的电磁波。
0.6 mm～760 nm之间的电磁波称为红外线