早期量子论和量子力学基础.ppt

****************由于爱因斯坦提出的光子假说成功地说明了光电效应的实验规律,荣获1921年诺贝尔物理学奖。从光电效应方程中，当初动能为零时，可得到截止频率(红限).从方程可以看出光电子初动能和照射光的频率成线性关系。第32页,共57页，2024年2月25日，星期天,分别为光子的质量和动量。光不仅具有波动性，还具有粒子性。这种双重性称为波-粒二象性。波动性和粒子性之间的联系如下：四、光的波粒二象性第33页,共57页，2024年2月25日，星期天例题13-3波长l=4.0×10-7m的单色光照射到金属铯上，求铯所释放的光电子最大初速度。利用关系代入已知数据解：铯原子截止频率=4.8×1014Hz，据爱因斯坦光电效应方程，光电子最大初动能：第34页,共57页，2024年2月25日，星期天光电管光电倍增管五、光电效应的应用第35页,共57页，2024年2月25日，星期天解：(1)按照经典电磁理论,照射到离光源d处的圆面积内的功率是例题18-4设有一功率P=1W的点光源,d=3m处有一钾薄片.假定钾薄片中的电子可以在半径r=0.5×10-10m的圆面积范围内收集能量,已知钾的逸出功为A=1.8eV,(1)按照经典电磁理论,计算电子从照射到逸出需要多长时间;(2)如果光源发出波长为的单色光,根据光子理论,求每单位时间打到钾片单位面积上有多少光子.假定这些能量全部被电子所吸收,那么可以计算出光开始照射到电子逸出表面所需的时间为：第36页,共57页，2024年2月25日，星期天(2)按照光子理论,波长为589.3nm的每一个光子能量为每单位时间打在距光源3m的钾片单位面积上的能量为光子数第37页,共57页，2024年2月25日，星期天习题13-1金属钨被波长为2500埃的紫外光所照射，如果钨的逸出功是7.2×10-19J,所发出的电子的最大动能是。第38页,共57页，2024年2月25日，星期天习题13-2锂的逸出功为2.13eV，用频率为7×1013Hz的光照射锂的表面，产生光电效应，用7×1014Hz的光照射锂的表面，产生光电效应。(填“能”或“不能”)。第39页,共57页，2024年2月25日，星期天习题13-3波长为3500埃的光子照射一个表面，实验发现，从该表面发出的能量最大的电子在1.5×10-5T的磁场中偏转而成的圆轨道半径为18cm，求这种材料的逸出功。第40页,共57页，2024年2月25日，星期天习题13-4设用频率为n1和n2两种单色光，先后照射同一种金属均能产生光电效应。已知金属的红限频率为n0，测得两次照射时的遏止电压|Ua2|=3|Ua1|,则这两种单色光的频率有如下关系A)n2=n1–n0；B)n2=2n1–n0；C)n2=3n1–2n0；D)n2=3n0–2n1。[C]第41页,共57页，2024年2月25日，星期天习题13-5以波长为l=0.207mm的紫外光照射金属钯表面产生光电效应,测得遏止电势差为Ua=0.99V,则钯的红限频率n0=。第42页,共57页，2024年2月25日，星期天§13-3康普顿效应康普顿效应第43页,共57页，2024年2月25日，星期天康普顿研究了X射线经物质散射的实验,进一步证实了爱因斯坦的光子概念。X光管光阑散射物质康普顿实验装置示意图X光检测器晶体一、康普顿效应第44页,共57页，2024年2月25日，星期天(2)在同一散射角下，对于所有散射物质,波长的偏移都相同,但原波长的谱线强度随散射物质的原子序数的增大而增加,新波长的谱线强度随之减小。康普顿发现,在散射光中除了有与入射光波长λ0相同的射线之外，同时还出现一种波长λ大于λ0的射线。这种改变波长的散射称为康普顿效应。吴有训在与康普顿共同研究中还发现：(1)波长的偏移随散射角而异;当散射角增大时,波长的偏移也随之增加,而且随着散射角的增大,原波长的谱线强度增大。第45页,共57页，2024年2月25日，星期天(a)(b)(c)(d)相对强度.....................