1,牛顿的绝对时空观是什么?狭义相对论的时空观是什么?2,简单的叙述黑体辐射以及普朗特对它的正确解释3,简述光电效应和爱因斯坦的光量子学说对它的假说.

Question

1,牛顿的绝对时空观是什么?狭义相对论的时空观是什么?
2,简单的叙述黑体辐射以及普朗特对它的正确解释
3,简述光电效应和爱因斯坦的光量子学说对它的假说.

Answer 1

1牛顿认为“绝对的、真正的和数学的时间自身在流逝着,而且由于其本性而均匀地、与任何其他外界事物无关地流逝着”；“绝对的空间,就其本性而言,是与外界任何事物无关而永远是相同的和不动的”.这就是牛顿力学的“绝对时间”和“绝对空间”.
爱因斯坦以真空中光速不变和狭义相对性原理为基础建立了狭义相对论.他用光速不变重新审定了时间的概念.按照他的理论,某一事件在时间上的先后顺序是确定的、不可逆的,如炮弹总是先发射后落地,发射和落地不可能是时发生,更不可能先落地后发射.但是,两个事件的“同时”性却不再是绝对的而是相对的,“同时”或“不同时”只有和运动着的物质体系联系起来才能确定.不同地点发生的两件事如果在地面上看来是同时发生的,那么在高速运动的观察者看来则不是同时发生的.狭义相对论还揭示出,物质客体尽管有其空间的广延性和时间的持续性,但在不同的物质运动体系中,空间广延的长短和时间间隔的快慢也不是绝对的而是相对的.根据相对论的公式,在不同的运动着的物质体系中,尺子的长度是不一样的,同一个时钟的时间间隔也是不一样的,并且随运动速度的增加而出现尺缩钟慢的现象.在广义相对论中,爱因斯坦揭示了时间和窨同场的关系,认为有引力场存在的宇宙时空是弯曲的时空,没有引力场存在或都引力场很弱的时空则是平直的时空,而且物质质量愈大,分布愈密,引力场愈强,时空也愈弯曲.
2 黑体辐射
黑体不仅仅能全部吸收外来的电磁辐射,且发射电磁辐射的能力比同温度下的任何其它物体强.
黑体辐射能量按波长的分布仅与温度有关.
对于黑体的研究,使得自然现象中的量子效应被发现.
或许我们换一个角度来说：
所谓黑体辐射其实就是当地的状态光和物质达到平衡所表现出的现象：物质达到平衡,所以可以用一个温度来描述物质的状态,而光和物质的交互作用很强,而如此光和光之间也可以用一个温度来描述（光和光之间本身不会有交互作用,但光和物质的交互作用很强）.而描述这关系的便是普朗克分布(Plank distribution).
而在现实上黑体辐射是不存在的,只有非常近似（好比在一颗恒星之中）.
举个例来说,我们观测到宇宙背景辐射(CMBR),对应到一个约3K的黑体辐射,
这暗示宇宙早期光是和物质达到平衡的.而随著时间演化,温度慢慢降了下来,但function的form却留了下来（还是blackbody）.（频率和温度的效应抵销）
3光照射到某些物质上,引起物质的电性质发生变化.这类光致电变的现象被人们统称为光电效应.
金属表面在光辐照作用下发射电子的效应,发射出来的电子叫做光电子.光波长小于某一临界值时方能发射电子,即极限波长,对应的光的频率叫做极限频率.临界值取决于金属材料,而发射电子的能量取决于光的波长而与光强度无关,这一点无法用光的波动性解释.还有一点与光的波动性相矛盾,即光电效应的瞬时性,按波动性理论,如果入射光较弱,照射的时间要长一些,金属中的电子才能积累住足够的能量,飞出金属表面.可事实是,只要光的频率高于金属的极限频率,光的亮度无论强弱,光子的产生都几乎是瞬时的,不超过十的负九次方秒.正确的解释是光必定是由与波长有关的严格规定的能量单位(即光子或光量子)所组成.这种解释为爱因斯坦所提出.光电效应由德国物理学家赫兹于1887年发现,对发展量子理论起了根本性在光的照射下,使物体中的电子脱出的现象叫做光电效应(Photoelectric effect). 光电效应分为光电子发射、光电导效应和光生伏打效应.前一种现象发生在物体表面,又称外光电效应.后两种现象发生在物体内部,称为内光电效应.
光电效应里,电子的射出方向不是完全定向的,只是大部分都垂直于金属表面射出,与光照方向无关 ,光是电磁波,但是光是高频震荡的正交电磁场,振幅很小,不会对电子射出方向产生影响.
hυ=(1/2)mv^2+I+W
式中(1/2)mv^2是脱出物体的光电子的初动能.
金属内部有大量的自由电子,这是金属的特征,因而对于金属来说,I项可以略去,爱因斯坦方程成为
hυ=(1/2)mv^2+W
假如hυhυ0=W确定.相应的极限波长为 λ0=C/υ0=hc/W.
发光强度增加使照射到物体上的光子的数量增加,因而发射的光电子数和照射光的强度成正比.
③利用光电效应可制造光电倍增管.光电倍增管能将一次次闪光转换成一个个放大了的电脉冲,然后送到电子线路去,记录下来.
算式
在以爱因斯坦方式量化分析光电效应时使用以下算式：
光子能量 = 移出一个电子所需的能量 + 被发射的电子的动能
代数形式：
hf=φ+Em
φ=hf0
Em=(1/2)mv^2
其中
h是普朗克常数,
f是入射光子的频率,
φ是功函数,从原子键结中移出一个电子所需的最小能量,
f0是光电效应发生的阀值频率,
Em是被射出的电子的最大动能,
m是被发射电子的静止质量,
v是被发射电子的速度,
注：如果光子的能量（hf）不大于功函数（φ）,就不会有电子射出.功函数有时又以W标记.
这个算式与观察不符时（即没有射出电子或电子动能小于预期）,可能是因为系统没有完全的效率,某些能量变成热能或辐射而失去了.