Bài giảng quang học lượng tử

QUANG HỌC LƯỢNG TỬ Giao thoa, nhiễu xạ là hiện tượng chứng tỏ ánh sáng có bản chất sóng của bức xạ Hiện tượng phát xạ nhiệt, hiệu ứng quang điện thể hiện bản chất hạt của bức xạ Bức xạ nhiệt Bằng cách[.]

QUANG HỌC LƯỢNG TỬ Giao thoa, nhiễu xạ tượng chứng tỏ ánh sáng có chất sóng xạ Hiện tượng phát xạ nhiệt, hiệu ứng quang điện thể chất hạt xạ Bức xạ nhiệt Bằng cách kích thích phân tử, nguyên tử làm chúng chuyển từ trạng thái sang kích thích Khi chúng chuyển từ trạng thái kích thích bản, lượng trả dạng xạ điện từ Nếu lượng cung cấp để kích thích phân tử, nguyên tử dạng nhiệt gọi xạ nhiệt Năng suất phát xạ toàn phần  R  T  =  r  ν,T dν Năng suất phát xạ đơn sắc Hệ số hấp thụ đơn sắc dWt  T,ν  a  T,ν  = dW  T,ν  a  T,ν  =1 a T, ν   Vật đen tuyệt đối VẬT ĐEN TUYỆT ĐỐI Hấp thụ tất xạ điện từ Một bình kín rỗng cách nhiệt có khoét lỗ nhỏ, mặt phủ lớp xốp đen (xem vật đen tuyệt đối) Một tia xạ lọt qua lỗ vào bình, bị phản xạ liên tiếp thành  hấp thụ hịan tồn A Định luật Kirchhoff r1  T,ν  r2  T,ν  = = f  T,ν  Hàm phổ biến a1  T,ν  a  T,ν  Tỉ số suất phát xạ đơn sắc hệ số hấp thụ đơn sắc vật nhiệt độ định hàm phụ thuộc vào tần số xạ  nhiệt độ T mà không phụ thuộc vào chất vật r  T,ν  = f  T,ν  a  T,ν  a  T,ν   r  T,ν  = f  T,ν  Năng suất xạ đơn sắc vật đen tuyệt đối ứng với xạ tần số  nhiệt độ T Thuyết Jean - Rayleigh 2πν f  ν,T  = k BT c   0 c = 3x108m/s kB = 1.38x10-23J/K R T    r T, ν dν   f T, ν dν   Bế tắc quan niệm vật lý cổ điển phát xạ hấp thụ lượng điện từ Thuyết lượng tử Plank Các nguyên tử, phân tử phát xạ, hấp thụ lượng xạ điện từ cách gián đoạn Năng lượng phát xạ hay hấp thụ = bội số nguyên hc hf   Ei  E f λ lượng lượng nhỏ xác định h  6.625x10 34 Js gọi lượng tử lượng Đối với xạ điện từ đơn sắc tần số , bước sóng hc , lượng tử lượng E E=hν= λ Công thức Plank 2πν f  ν,T  = c Khi T lớn hν e hν k BT -1 hν 1 k BT e hν k BT hν -1  k BT 2πν f  ν,T  = k BT c Công thức Jean - Rayleigh x x ex   x    x  2! 3! Định luật xạ vật đen tuyệt đối Định luật Stefan Boltzman: Năng suất phát xạ toàn phần vật đen tuyệt đối tỉ lệ với lũy thừa bốn nhiệt độ tuyệt đối vật R  T  =σT σ=5.67x10 W/m K -8 P  S RT  Sσ T4 S: diện tích bề mặt phát xạ Định luật Wien: Đối với vật đen tuyệt đối, bước sóng m chùm xạ đơn sắc mang nhiều lượng nhất, tỉ lệ nghịch với nhiệt độ tuyệt đối vật λ mT  b 3 b  2.898x10 mK ... thụ lượng điện từ Thuyết lượng tử Plank Các nguyên tử, phân tử phát xạ, hấp thụ lượng xạ điện từ cách gián đoạn Năng lượng phát xạ hay hấp thụ = bội số nguyên hc hf   Ei  E f λ lượng lượng...  E f λ lượng lượng nhỏ xác định h  6.625x10 34 Js gọi lượng tử lượng Đối với xạ điện từ đơn sắc tần số , bước sóng hc , lượng tử lượng E E=hν= λ Công thức Plank 2πν f  ν,T  = c Khi T lớn... hiệu ứng quang điện thể chất hạt xạ Bức xạ nhiệt Bằng cách kích thích phân tử, ngun tử làm chúng chuyển từ trạng thái sang kích thích Khi chúng chuyển từ trạng thái kích thích bản, lượng trả