TRƯỜNG CAO ĐẲNG SƯ PHẠM THÁI NGUYÊN KHOA TỰ NHIÊN LỚP TOÁN LÝ K16 TRƯỜNG CAO ĐẲNG SƯ PHẠM THÁI NGUYÊN KHOA TỰ NHIÊN LỚP TOÁN LÝ K16 QUANG HỌC CHƯƠNG VIII BỨC XẠ NHIỆT Dạy Tốt Học Tốt § 8 3 THUYẾT LƯỢN[.]
TRƯỜNG CAO ĐẲNG SƯ PHẠM THÁI NGUYÊN KHOA TỰ NHIÊN LỚP TOÁN LÝ K16 Dạ y Tố t Họ QUANG HỌC CHƯƠNG VIII:BỨC XẠ NHIỆT § 8.3.THUYẾT LƯỢNG TỬ CỦA PLANCK 1.Công thức Rayleigh-Jeans Vào cuối kỉ 19,nhiều nhà vật lí Wein,Rayleigh,Jeans Planck cố gắng tìm dạng hàm f ( , T ) Trên quan điểm vật lí cổ điển cho nguyên tử,phân tử phát xạ hấp thụ xạ điện từ cách liên tục có phân bố theo bậc tự do,Rayleigh Jeans tìm biểu thức hàm F ( , T ) : ,T = f (,T ) = 2 kT c2 (8-11) Trường hợp biểu diễn theo bước sóng , ta cần biến đổi : ,T dV d ,Tthành Do ta có ,T = 2 c kT (8-12) Trong đó: c vận tốc ánh sáng chân không k = 1,38.10 -23 J/K số Boltzmann T nhiệt độ tuyệt đối vật Công thức (8-11) (8-12) gọi công thức Rayleigh-Jeans Điều đáng ý công thức phù hợp với vùng nhiệt độ cao bước sóng dài.Trường hợp nhiệt độ thấp,bước sóng ngắn khơng cịn phù hợp với thực nghiệm Từ cơng thức Rayleigh-Jeans tính suất phát xạ tồn phần vật đen tuyệt đối : 2 RT ,T dV kTd c 0 (8-13) Kết dẫn đến mâu thuẫn với kết thực nghiệm.Nó thể bế tắc quan điểm vật lí cổ điển phát xạ hấp thụ xạ điện từ.Người ta gọi mâu thuẫn khủng hoảng vùng tử ngoại 2.Thuyết lượng tử Planck.Công thức Planck Năm 1900.thuyết lượng tử lượng Planck đời phủ định lý thuyết cổ điển về phát xạ hấp thụ xạ điện từ Nội dung thuyết lượng tử lượng Planck Năng lượng xạ phát khơng thể có giá trị liên tục mà bội số nguyên lượng nguyên tố , gọi lượng tử lượng.Nếu xạ có tần số v (bước sóng ) giá trị lượng tử lượng tương ứng : h hc Trong : h= 6,625.10-34 J.s số Planck (8-14) Phát triển giả thuyết trên,Planck tìm công thức xác định suất phát xạ đơn sắc vật đen tuyệt đối : ,T 2 h c2 Hoặc ,T e h kT 2 hc 5 (8-15a) 1 e h kT (8-15b) Công thức (8-15a) (8-15b) gọi công thức Planck 3.Các hệ công thức Planck Theo định nghĩa suất phát xạ toàn phần vật đen tuyệt đối 2 h 3 RT T dV h dv c kT e 1 Đặt x = h , ta có kT 2 k 4 x 3dx RT T x c h e 1 x dx có giá trị Vì tích phân x 15 e Nên ta có RT T (8-16) 2 k Trong = 5,6687.10-8 J/m2 s.K4 15c h số Stefan-Boltmann.Cơng thức (8-16) định luật Stefan-Boltmann b)Định luật dịch chuyển Wein vào hc x Đặt .kT d t 0 áp dụng điều kiện cực trị d công thức (8-15), ta d x5 ( x ) 0 dx e x Điều kiện dẫn tới phương trình x xe 5e 0 Phương trình có nghiệm ứng với x = x = 4,965 Ứng với nghiệm thứ ta có T max hc b const 4,965.k (8-17) b=2,898.10-3 mK gọi số Wein.Biểu thức (8-17) định luật dịch chuyển Wein c)Công thức Rayleigh-Jeans Trong miền xạ điện từ tần số thấp,nhiệt độ cao hv 1 kT Khai triển mẫu (8-15a),bỏ qua hạng tử bậc trở lên ta có e hv kT hv 1 kT Khi biểu thức (8-14a) trở thành ,T v ,T 2 hv c2 2 v kT c (8-18) cơng thức Rayleigh-Jeans hv kT (8-18) Sứ c Kh ỏe Th n Chúc thày cô bạn Dạ y tốt học tốt ... hoảng vùng tử ngoại 2 .Thuyết lượng tử Planck.Công thức Planck Năm 1900 .thuyết lượng tử lượng Planck đời phủ định lý thuyết cổ điển về phát xạ hấp thụ xạ điện từ Nội dung thuyết lượng tử lượng Planck... tử lượng Planck Năng lượng xạ phát khơng thể có giá trị liên tục mà bội số nguyên lượng nguyên tố , gọi lượng tử lượng. Nếu xạ có tần số v (bước sóng ) giá trị lượng tử lượng tương ứng : h... 8.3.THUYẾT LƯỢNG TỬ CỦA PLANCK 1.Công thức Rayleigh-Jeans Vào cuối kỉ 19,nhiều nhà vật lí Wein,Rayleigh,Jeans Planck cố gắng tìm dạng hàm f ( , T ) Trên quan điểm vật lí cổ điển cho nguyên tử, phân