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量子物理基础§16-6不确定关系*§16-11激光19世纪末物理学已经发展成为一套相当完整的理论，力学方面有牛顿力学，电磁学方面有麦克斯韦电磁理论，光学方面有光的波动理论，最后亦归结为麦克斯韦电磁理论，热现象方面有完整的热力学以及波耳兹曼、吉布斯等人建立的统计物理学。日常所见的物理现象都可以用这套理论来解释，因此19世纪末许多物理学家认为物理学的发展已经是登峰造极，以后不会有多大发展了。
但是，就在19世纪末和20世纪初发现的许多新的实验事实不能用这套所谓的经典物理学来解释。例如迈克尔逊-莫雷实验的结果与伽利略变换相矛盾，黑体辐射能谱、光电效应、康普顿效应和原子光谱等都不能用经典理论来解释，这些问题使经典物理学遇到了极大困难，也使一些物理学家感到困惑。20世纪初期爱因斯坦提出相对性理论，普朗克提出量子假设，爱因斯坦提出光子假设，波尔等人又把量子概念应用于原子结构，使上述问题得到解决或初步得到解决，直到德布罗意提出实物粒子和光一样具有波粒二象性假设后，一个体系较完整的理论------量子力学才建立起来。量子概念是1900年普朗克首先提出的，距今已有一百多年的历史.其间，经过爱因斯坦、玻尔、德布罗意、玻恩、海森伯、薛定谔、狄拉克等许多物理大师的创新努力，到20世纪30年代，就建立了一套完整的量子力学理论.热辐射一、热辐射现象实验表明辐射能力越强的物体，其吸收能力也越强.二、绝对黑体
在任何温度下对任何入射辐射能都全部吸收而不反射的物体。
与此相对应的还有“灰体”：能部分吸收外来辐射，“白体”：完全不吸收外来辐射。
一般来说，入射到物体上的电磁辐射，只有一部分被吸收，另一部分则被反射。黑体是一个理想化的模型，可设想有一个物体，它能吸收一切外来的电磁辐射，这个物体称为黑体。1)意义:温度为T的黑体,在单位时间,单位面积上,单位波长间隔所辐射出的能量.定量说明了辐射强度的大小。2)温度T时,在单位时间、单位面积上的总辐射能：2、维恩位移定律四、瑞利—金斯公式经典物理的困难普朗克量子假设：黑体是由许许多多的谐振子组成，谐振子的能量只能取分离的不连续值，它们是最小能量的整数倍。
在黑体中有各种频率的谐振子，对频率为的谐振子来说，=h，h为普朗克常数，所以黑体能吸收或发出的能量只能是h的整数倍：普朗克量子假设与经典理论不相容，是一个革命性的概念，打破几百年来人们奉行的自然界连续变化的看法，圆满地解释了热辐射现象，并成为现代量子理论的开端，带来物理学的一次巨大变革。普朗克公式与实验曲线吻合得很好。
普朗克假设与经典物理有根本性的矛盾：
（1）经典物理认为：谐振子的能量不受限制，能量的吸收或发射是连续的。
（2）普朗克假设认为：谐振子的能量是量子化的，即能量只能是最小能量h的整数倍。谐振子能量的吸收和发射是不连续的，是一份一份进行的。
普朗克圆满地解释了黑体辐射现象，成为了现代量子理论的开端。一.光电效应的实验装置（光强）4.0（4）光射到金属表面与光电子从金属表面逸出时，时间间隔不超过10-9s，可以认为两者同时发生的。即光电效应应具有瞬时性（无论入射光的强度如何）。三、经典理论的困难四、爱因斯坦的光子假设及其对
光电效应实验规律的解释（2）当电子从金属板上逸出时，它从光子吸取的能量h，一部分消耗于从金属表面逸出时所需的逸出功W，其余部分转变为电子的初动能。（4）瞬时性解释:按照光子假说，当光投射到物体表面上时，光子的能量就一次性地被电子吸收，不需要任何的时间，这样就自然解释了光电效应的时间问题。例题16-1逸出功为2.21eV的钾被波长为250nm、强度为2W/m2的紫外光照射，求(1)发射的电子的最大动能，(2)单位面积每秒发射的最大电子数。五.光子的能量和动量与频率和波长之间的关系六.光电效应的应用1某种金属在一束绿光下刚能产生光电效应，现用紫光和红光照射能否产生光电效应？O4、要使金属发生光电效应,则
(1)尽可能增大入射光强度
(2)选用波长较红限更短的光波为入射光
(3)选用波长较红限更长的光波为入射光,哪一个正确?6频率为的光子,它的静止质量、质量、能量、动量各为多大？8、用频率为1和2的两束单色光分别照射在金属A、B上，如果从A中逸出的电子初动能比较大，问频率1是否大于2？10、在某一地点，测得紫光和红光的强度相同，则在该处两种光在单位时间内通过垂直于传播方向的单位面积的光子数是否相同？11某种金属在一束绿光的照射下有电子逸出，在下述情况下，逸出电子会怎样变化？
（1）再多加一束绿光。
（2）用强度相同的一束紫光。1把太阳看成黑体，测得太阳的最大单色辐出度对应波长是0.49m，求太阳表面的温度。如果太阳的平均直径为1.39109m，太阳到地球的距离是1.491011m，求太阳等于垂直照射的地球表面单