当前课程知识点:量子力学(上) > 第一章 量子力学的历史渊源 > 1.1 普朗克的光量子假说 > 1.1.2 普朗克假说
许多物理学家
就尝试从基本假设的角度
来推出ρ(ν) 的理论公式
这里边主要有两个主要的公式
一个是维恩公式 它的形式
就是现在屏幕上所显示的
我们可以拿维恩公式
和实验进行一下比较
那么
这个图就是关于ρ(ν)
这个函数的
各种不同结果
这个虚线是维恩公式给出来的
这个实线是实验的结果
我们发觉 在低频端
这二者是不一致的
另外一个理论公式
是瑞利-金斯公式
在这个图上
这条曲线显示的
就是瑞利-金斯公式
那么我们发觉它和实验曲线
在高频端是不符合的
如果从经典物理的角度来看
瑞利-金斯公式的推导
是无懈可击的 但是
它却和实验曲线完全不符
这个问题被称之为紫外灾难
为了解决这个问题
普朗克提出了一个完全
令人意外的假设
他说
频率为ν的电磁辐射的能量
以hν为单位
不连续地变化
其中的h
后来称之为普朗克常数
而hν称之为能量子
或者光量子
事实上 h的出现就预示着
量子力学的诞生
换句话说
一旦理论里边
出现了h这个常数
它就是一个量子的理论
所以
h的值具有非常重要的意义
那么
对h进行的许多测量
经过物理学家们的
分析和筛选
提出了下面这样的一个
实验推荐值
那就是6.626 06957×10^-34 Js
因为很显然 h的量纲
是能量×时间
这个值虽然精确
但是很难记
这里向大家推荐另外一个
容易记又好用的一个普适值
那就是hc
它大约是1.24meV mm
这意味着一个能量是
一个毫电子伏(meV)的光子
它的波长是1.24mm
那么 大家要注意
由于能量越高的光子
它的波长越短
所以
当我们改变一下
能量和波长的单位的时候
这二者却是朝
相反的方向变化
比如说
一个电子伏的光子
它的波长却是1.24个微米
由普朗克假设就可以导出
下面的普朗克公式
这里面出现了一个
很重要的因子
那就是e指数上 hν/k_BT –1
分子是1
k_B是玻尔兹曼常数
hν就是光量子的能量
我们把这个公式
和实验进行比较的话
它和实验是完全符合的
并且 在低能近似之下
就是让hν/k_BT小于小于1
它给出的就是
瑞利金斯公式
而在高能极限之下
就是hν/k_BT大于大于1
它给出的就是维恩公式
玻尔兹曼常数k_B
在物理当中
也扮演非常重要的角色
它的现代测量值是
1.380 6488×10^-23 J/K
这个值虽然准确
但是也很难记
我们建议大家记住这样一个
更方便应用的数值
那就是
我们让T = 300K
通常称之为室温
那么这个时候
k_BT大约是1/40 电子伏(eV)
-引言
--引言
-1.1 普朗克的光量子假说
-1.2 玻尔的原子结构模型
-1.3 德布罗意的物质波假说
-第一章 量子力学的历史渊源--第1周作业
-2.1波函数
-第二章 波函数与薛定谔方程--第2周作业
-2.2 薛定谔方程
-第二章 波函数与薛定谔方程--第3周作业
-3.1一维运动问题的一般分析
-第三章 一维势场中的粒子--第4周作业
-3.2 方势阱
-3.3 δ函数势阱
-第三章 一维势场中的粒子--第5周作业
-3.4 线性谐振子
-3.5 一维散射问题
-第三章 一维势场中的粒子--第6周作业
-*3.6 δ势的穿透
-*3.7 周期性势场中的能带结构
--第三章 一维势场中的粒子--第7周作业
-4.1 算符及其运算
-第四章 力学量用算符表示--第8周作业
-4.2 厄密算符的主要性质
-第四章 力学量用算符表示--第9周作业
-4.3 动量本征函数的归一化
-4.4 角动量算符的本征值和本征态
-第四章 力学量用算符表示--第10周作业
-5.1 量子力学中的守恒量
-5.2 对称性与守恒量
-第五章 量子力学中的对称性与守恒量--第11周作业
-5.3 全同粒子系统波函数的交换对称性
-*5.4 Schrödinger图画和Heisenberg图画
-第五章 量子力学中的对称性与守恒量--第12周作业
-6.1 中心力场中粒子运动的一般性质
-*6.2 球无限深势阱
-第六章 中心力场--第13周作业
-6.3 三维各向同性谐振子
-6.4 氢原子和类氢离子
-7.1 带电粒子在电磁场中的薛定谔方程
-*7.2 朗道能级
-*7.3 阿哈罗诺夫-博姆(Aharonov-Bohm)效应