量子物理基础
基本单位¶
从大到小:\(m,\mu,n,p\)。相邻两项差 \(10^{3}\)。
绝对零度数值:-273.15
四忒盘-波尔兹曼 law¶
温度 \(T\) 时黑体的总辐射本领 \(M_B(T)\) 的定义是:波长-辐射强度曲线下方的面积,从量纲来看它代表的是一平方米辐射的功率。它与温度的四次方成正比,常数为四推盘常熟 \(\sigma = 5.67\times 10^{-8}W/(m^2K^4)\)。
\[
M_B(T)=\sigma T^{4}
\]
Wien displacement law¶
维恩位移定律。绝对黑体的温度 \(T\),辐射本领取最大值时波长为 \(\lambda\),则两个东西相乘为常数 \(b=0.002897m\cdot K\)。
\[
\lambda \cdot T = b
\]
练习:假设太阳为绝对黑体,辐射本领最大值时波长为 \(0.55\mu m\),求温度。
问题是这个常数不好记,这个波长数值往往也并不固定,出题人想让它是多少就是多少。有的问题还会再问一步所谓“单位面积辐射的功率”,这是想让你把温度再套前面一个公式。
用辐射高温计测得炉壁小孔的辐射 输出辐度(总辐射本领)为 22.8 W/cm²,求炉内温度。
普朗克量子假设¶
前面能算面积求和,但是对于特定的 \(\lambda\) 还不知道。普朗克提出
$$ M_{B\lambda}(T)=2\pi h c^2\lambda^{-5}\frac{1}{e^{hc/\lambda kT}-1} $$ 看着这么复杂估计不用会。 这个公式基于的假设是频率 \(\nu\) 的简谐振子最小能量为 \(\mu = h\nu\)。这个高中就记过了,可能还考。