Vật lý đại cương - Quang học lượng tử phần 1

Chia sẻ: Pham Xuân Dương | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:10

Thêm vào BST

Báo xấu

434
lượt xem 57
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tham khảo tài liệu 'vật lý đại cương - quang học lượng tử phần 1', khoa học tự nhiên, vật lý phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

Chủ đề:

Bình luận(1) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Vật lý đại cương - Quang học lượng tử phần 1

Bμi gi¶ng VËt lý ®¹i c−¬ng T¸c gi¶: PGS. TS §ç Ngäc UÊn ViÖn VËt lý kü thuËt Tr−êng §H B¸ch khoa Hμ néi
Ch−¬ng 5 Quang häc l−îng tö
1. Bøc x¹ nhiÖt 1.1.C¸c kh¸i niÖm më ®Çu: C¸c nguyªn tö bÞ kÝch thÝch ph¸t ra bøc x¹ ®iÖn tõ, bøc x¹ do kÝch thÝch nhiÖt ->Bøc x¹ nhiÖt N¨ng l−îng bøc x¹ ph¸t ra=n¨ng l−îng thu vμo b»ng hÊp thô bøc x¹ =>Tr¹ng th¸i c©n b»ng nhiÖt ®éng øng víi nhiÖt ®é x¸c ®Þnh 1.2.C¸c ®¹i l−îng ®Æc tr−ng N¨ng l−îng bøc x¹ ph¸t ra tõ dS trong dS ®¬n vÞ thêi gian (n¨ng th«ng bøc x¹ tõ dS) bëi c¸c bøc x¹ cã tÇn sè trong kho¶ng ν ÷ ν + dν lμ dWp(ν,T)
dWp(ν,T)=r(ν,T)dS.d ν r(ν,T)N¨ng suÊt ph¸t x¹ ®¬n s¾c øng víi tÇn sè ν ∞ R (T ) = ∫ r ( ν, T )dν N¨ng suÊt ph¸t x¹ toμn phÇn hay ®é tr−ng cña vËt 0 dWt (ν, T ) HÖ sè hÊp thô ®¬n s¾c a (ν, T ) = dW (ν, T ) dWt(ν,T) do dS hÊp thô a(ν,T)
1.3. §Þnh lý Kirkhèp (Kirchoff) Trong b×nh kÝn c¸ch nhiÖt cã 3 1 vËt -> HÊp thô m¹nh còng bøc x¹ 2 3 m¹nh r(ν,T)~a(ν,T) r1 (ν, T ) r2 (ν, T ) r3 (ν, T ) f (ν , T ) = = = a 1 (ν, T ) a 2 (ν, T ) a 3 (ν, T ) §Þnh lý: Tû sè gi÷a n¨ng suÊt ph¸t x¹ ®¬n s¾c vμ hÖ sè hÊp thô ®¬n s¾c cña cïng mét vËt ë nhiÖt ®é nhÊt ®Þnh lμ mét hμm chØ phô thuéc vμo tÇn sè bøc x¹ ν vμ nhiÖt ®é T mμ kh«ng phô thuéc vμo b¶n chÊt cña vËt ®ã
r (ν, T ) Hμm ph©n bè lμ n¨ng suÊt f (ν, T ) = ph¸t x¹ ®¬n s¾c cña vËt ®en a (ν, T ) tuyÖt ®èi NÕu a(ν,T)=1 th× r(ν,T)= f(ν,T) f(ν,T) T1>T2>T3 f(ν,T) x©y dùng b»ng thùc nghiÖm ®o T ν νm3 νm1 νm2 vËt ®en tuyÖt ®èi HÖ t¸ch phæ bøc x¹
X©y dùng f(ν,T) b»ng thùc nghiÖm (ngμy É) 2πν hν 2πc 2 h f (ν, T ) = 2 =3 hν λ hc c λk B T 1− e 1− e k BI M¸y Detector C¸ch tö tÝnh AS tr¾ng f(ν,T) T2 §Ìn sîi ®èt thay ®æi ®−îc T1 ®iÖn ¸p λm λ
2. ThuyÕt l−îng tö cña Planck 2.1. Sù thÊt b¹i cña sãng ¸nh s¸ng trong viÖc gi¶i thÝch hiÖn t−îng bøc x¹ nhiÖt Hμm ph©n bè theo thuyÕt ®iÖn tõ cæ ®iÓn cña Relay vμ Jeans k =1,38.10-23J/K 2πν B 2 f (ν, T ) = 2 k B T H»ng sè Boltzmann c ∞ R (T ) = ∫ r ( ν, T )dν = ∞ 0 “Sù khñng ho¶ng vïng tö ngo¹i” vμo cuèi thÕ kû 19
2.2. ThuyÕt l−îng tö cña Planck 1900 Planck ®−a ra thuyÕt LT: a. C¸c nguyªn tö, ph©n tö ph¸t x¹ hay hÊp thô n¨ng l−îng ®iÖn tõ mét c¸ch gi¸n ®o¹n. PhÇn n¨ng l−îng ph¸t x¹ hay hÊp thô lμ béi nguyªn lÇn cña mét l−îng n¨ng l−îng nhá gäi lμ l−îng tö n¨ng l−îng hay Quantum n¨ng l−îng b. §èi víi bøc x¹ ®iÖn tõ ®¬n s¾c tÇn sè ν, b−íc sãng λ l−îng tö n¨ng l−îng t−¬ng øng b»ng c ε = hν = h λ -34 h=6,625.10 Js H»ng sè Planck
c. C«ng thøc hμm ph©n bè Planck:ph¸t x¹ ®¬n s¾c cña vËt ®en tuyÖt ®èi 2πν hν 2 f (ν, T ) = 2 hν c 2.3. C¸c ®Þnh luËt bøc x¹ 1− e k BI cña vËt ®en tuyÖt ®èi a. N¨ng ∞ ph¸t x¹ toμn phÇn suÊt hν R (T ) = σT R (T ) = ∫ f ( ν, T )dν x = 4 k BT 4 4 0 4 4∞ 2 πk B T 2 πk B T 3 x ∫ e −1 RT = dx = 6,5 = σT 4 23 x 23 ch 0 ch σ=5,67.10-8W/m2K4 h»ng sè Steffan-Boltzmann §L1: N¨ng suÊt ph¸t x¹ toμn phÇn cña vËt ®en tuyÖt ®èi ~ T4 cña nã