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 là hiện tượng chứng tỏ ánh sáng

Hiện tượng phát xạ nhiệt, hiệu ứng quang điện thể

Bằng cách nào đó kích thích

phân tử, nguyên tử làm chúng

chuyển từ trạng thái cơ bản sang

kích thích.

Nếu năng lượng cung cấp để kích thích các phân tử,

Khi chúng chuyển từ trạng thái kích thích về cơ bản, năng lượng trả về dưới dạng bức xạ điện từ.

Năng suất phát xạ toàn phần

   

0

R T = r ν,T dν





  dW T,νt    

a T,ν =

dW T,ν

 

a T,ν =1 Vật đen tuyệt đối

Năng suất phát xạ đơn sắc

Hệ số hấp thụ đơn sắc

  T, ν 1

VẬT ĐEN TUYỆT ĐỐI

Hấp thụ tất cả những bức xạ điện từ

Một bình kín rỗng cách nhiệt

có khoét 1 lỗ nhỏ, mặt trong

được phủ một lớp xốp đen

(xem như vật đen tuyệt đối).

Một tia bức xạ lọt qua lỗ vào

bình, bị phản xạ liên tiếp trên

A

Định luật Kirchhoff

 

       

1 2

1 2

r T,ν r T,ν

= = f T,ν

a T,ν a T,ν

Tỉ số giữa năng suất phát xạ đơn sắc và hệ số hấp thụ đơn sắc của cùng 1 vật ở nhiệt độ nhất định là hàm phụ

thuộc vào bản chất của vật đó.

Hàm phổ biến

 

r T,ν

Năng suất bức xạ đơn sắc của vật đen tuyệt đối ứng với

 

a T,ν  1

  2πν2 2 B

f ν,T = k T

c

Bế tắc của quan niệm vật lý về cổ điển về phát xạ và hấp thụ năng lượng điện từ.

  T   r   T, ν dν   f   T, ν dν  

R

0 0

Các nguyên tử, phân tử phát xạ,

hấp thụ năng lượng của bức xạ

điện từ một cách gián đoạn.

Năng lượng phát xạ hay hấp

thụ = bội số nguyên của một

lượng năng lượng nhỏ xác định

E=hν=

λ

Thuyết lượng tử Plank

Js 6.625x10

h  34

f i

hc

hf   

 

B

2

hν 2

k T

2πν hν

f ν,T =

c

e -1

Công thức Plank

Khi T lớn

B

hν

1

hν

k T

B

hν

e -1

k T



  2πν2 2 B

1 x

3!

x 2!

x x

1 e

3 2

x      

Định luật bức xạ của vật đen tuyệt đối

Định luật Stefan Boltzman: Năng suất phát xạ toàn phần của một vật đen tuyệt đối tỉ lệ với lũy thừa bốn của nhiệt

độ tuyệt đối của vật ấy

mK 2.898x10

b b

T

m







Định luật Wien: Đối với vật đen tuyệt đối, bước sóng m

của chùm bức xạ đơn sắc mang nhiều năng lượng nhất,

tỉ lệ nghịch với nhiệt độ tuyệt đối của vật

T Sσ T

R S