Chương 5 Quang học lượng điện tử môn Vật lý đại cương 2 | Học viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông

Ch−¬ng 5 Quang häc l−îng tö dWp(ν,T)=r(ν,T)dS.d ν
r(ν,T)N¨ng suÊt ph¸t x¹ ®¬n s¾c øng víi tÇn sè ν ∞ R(T) = N¨ng ∫ r( suÊtν, T) ph¸tdν x¹ toμn phÇn hay ®é tr−ng cña vËt 0 HÖ sè hÊp thô ®¬n s¾c dW (dW ,T() ,νT) a(tν,T) = ν dWt(ν,T) do dS hÊp thô dW(ν,T) chiÕu ®Õn dS a(ν,T)<1
a(ν,T)=1 VËt ®en tuyÖt ®èi Hμmph©nbèlμn¨ng suÊt r( , aT()ν,T) f (νν,T) =
ph¸t x¹ ®¬n s¾c cña vËt ®en tuyÖt ®èi
NÕu a(ν,T)=1 th× r(ν,T)= f(ν,T) f(ν,T)
T1>T2>T3f(ν,T) x©y dùng b»ng thùc nghiÖm ®o T ν νm3 νm1 νm2 vËt ®en tuyÖt ®èi HÖ t¸ch phæ bøc x¹
2. ThuyÕt l−îng tö cña Planck
2.1. Sù thÊt b¹i cña sãng ¸nh s¸ng trong viÖc gi¶i
thÝch hiÖn t−îng bøc x¹ nhiÖt
Hμm ph©n bè theo thuyÕt ®iÖn tõ cæ ®iÓn cña
Relay vμJeans kB=1,38.10-23J/K 2 2 πν ν = H»ng sè Boltzmann f (B ,T) k T c2 ∞ R(T) = ∫r(ν,T)dν = ∞ 0
“Sù khñng ho¶ng vïng tö ngo¹i” vμo cuèi thÕ kû 19
c. C«ng thøc hμm ph©n bè Planck:ph¸t x¹ ®¬n
s¾c cña vËt ®en tuyÖt ®èi 2 2 πν h f (ν,Tν) ν =
2.3. C¸c ®Þnh luËt bøc x¹ c2 kh T cña vËt ®en tuyÖt ®èi e B− 1
a. N¨ng suÊt ph¸t x¹ toμn phÇn ∞ R k (T T ) ν = ∫ f (ν,T)dν h x 4 = R = (T σ ) T 0 ∞ 4 4 3 B 2 π kc h T ex 1 2 π 4 4 kcT R = B TT h dx 2 3 ∫ = B = σ 4 x − 2 3 0
σ=5,67.10-8W/m2K4h»ng sè Steffan-Boltzmann
§L1: N¨ng suÊt ph¸t x¹ toμn phÇn cña vËt ®en tuyÖt ®èi ~ T4 cña nã c¸c photon ®Òu μ − ε = gièng x¸c ®Þnh b»ng c ν nhau =v cã n¨ng l îng h h λ
c. Trong mäi m«i tr−êng c¸c photon cã cïng vËn tèc b»ng: c=3.108m/s
d. Khi mét vËt ph¸t x¹ hay hÊp thô bøc x¹ ®iÖn
tõ -> ph¸t hay hÊp thô c¸c photon
e. C−êng ®é cña chïm bøc x¹ tû lÖ víi sè photon
ph¸t ra trong 1 ®¬n vÞ thêi gian
3.2. HiÖn t−îng quang ®iÖn:
HiÖu øng b¾n ra c¸c ®iÖn tö tõ mét tÊm kim lo¹i
khi däi lªn tÊm KL ®ã mét bøc x¹ ®iÖn tõ thÝch
hîp -> c¸c ®iÖnb¾n ra: Quang ®iÖntö
c. §éng n¨ng ban ®Çu cña quang ®iÖn tö = m ν v020 − mνax hν=hν0+eUC h( ) 2 eUC=h(ν-ν ) 0 3.4. §éng lùc häc photon ε =c ν = N¨ng l−îng photon h h λ 2 hν h ε =cmc m2λ= = c m 2 0 m = v 2 = m− m 1 2 v 0c 1− v=c => m 2 c 0=0 khèi l îng − nghØ cña photon b»ng 0
Ph¶n x¹ Bragg x¶yrakhitiaX t¸nx¹trªnc¸c
®iÖn tö trong Ion t¹i nót m¹ng.
T¸n x¹ Compton x¶y ra khi photon tia X va ®Ëp víi c¸c ®iÖn tö tù do:
§iÖn tö cã vËn tèc tr−íc va ®Ëp v=0 Tr−íc va ®Ëp Sau va ®Ëp m 2 ev §iÖn tö pe=0, E=mec2 p = m c e e ' E' = 2 v 2 1 − v 2 c 1− 2c h p ν hc' ν = ε = ν p'' = ε = ν Photon c ph phh '
HÖ c« lËp: B¶o toμnn¨ngl− − îng, ®éng l îng