《物理补充》课件.ppt

可以证明（略）： 考虑了自旋-轨道耦合能后， E30不分裂， 于是就有了双线。 因此上面的磁能称为自旋-轨道耦合能。 E31分裂为两条， D1 5896 D2 5890 E31 E30 1912年德国物理学家劳厄成功地获得了 x 射线的晶体衍射图样。 (获 1912年诺贝尔物理奖)。 ? x 射线是一种高能光子……穿透性很强。 ……用普通光栅观察不到衍射现象。 ? x 射线是波长很短的电磁波 （0．1 ? ～ 100 ? ） x 射线 二 . X 射线谱与其产生机制 X 射线管抽成真空（10-6~10-8 mmHg）， 阴极K-----是加热的,发射电子用; 阳极A-----一般为钨、钼、铂等重金属。 利用晶体衍射的 布喇格公式测定 波长; 按照记录底片上 的黑度测定强度。 在两极间加上几万伏高电压，电子就在强电场 的作用下飞向阳极,在阳极A上产生 x 射线。 实验曲线 如图所示 x射线谱一般 由两部分组成： (l)连续谱 高速电子到达阳极后与阳极中的原子 相撞，速度降下来，电子有了加速度 而辐射的电磁波。 这种辐射称为韧致辐射。 由于大量电子有各种大小的加速度， 因此韧致辐射的 x 射线具有连续谱 的特征。 连续谱的形状应与阳极的材料无关。 实验表明确实如此。 (2) 特征谱 当加速电压比较高时， 在 x 射线连续谱的 “山丘”上会出现一些 “尖塔”。 人的指纹可作为某人的特征， ……这些尖塔可以作为某种 元素的 “指纹”。 尖塔的位置与 阳极 靶材料有关,故称为特征谱。 特征谱产生的机制 能量比“空位”能量高的电子就会跃迁下来 到这空位，同时放出电磁波,波长当然与 此原子的特性有关，此即特征谱。 因为原子的内层电子的能级差值较大， 放出的光子的频率较大，波长就较短， 属于 x 射线波段。 高速粒子将能量给了靶原子的内层电子，使 内层电子跃迁到能量较高的最外层或完全脱 离原子(称为电离)，内层留下了“空位”。 空位在L层，跃迁就产生特征谱线 L?，L?，L?… -e -e L K M N O +Ze K? K? K? L? L? 空位在K层, 跃迁就产生特征谱线 K?，K?，K?… 激光阈值条件 二 . 考虑激光在两端反射镜处的损耗 I0 ? 激光从左反射镜出发时的光强。 I1 ? 经过工作物质后，被右反射镜反射 出发时的光强。　 I0 ?? 输出 全反射镜 部分反射镜 I1 L I2 ? 再经过工作物质，并被左反射镜反射 出发时的光强。 I2 R1、R2 ?左、右两端反射镜的反射率. 显然有　I 1 = R 2 I 0 eGL I 2 = R 1 I 1 eGL = R 1 R 2 I 0 e2GL I 2 = R 1 I 1 eGL 所以 I0 ?? 输出 全反射镜 部分反射镜 I1 L I2 得 ? 在激光形成阶段 即 R1 R2 e2GL 1 或 须 I2 / I0 1 式中 Gm——称为阈值增益， 即产生激光的最小增益。 ? 在激光稳定阶段 即 光强增大到一定程度后 须 I2 / I0 = 1 在激光的形成阶段 G Gm , 光放大， 怎麽光强不会无限放大下去？ 在激光的稳定阶段 怎么又会G = Gm ? 原因是实际的增益系数 G 不是常量,当 I? 时，会 G?。 这是由于光强增大伴随着 粒子数反转程度的减弱。 （负反馈） 当光强增大到一定程度，G下降到Ｇm时， 增益=损耗，激光就达到稳定了。 通常称 -----为阈值条件( threshold condition) 一. 布洛赫定理 一个在周期场中运动的电子的波函数应 具有哪些基本特点？ 在量子力学建立以后，布洛赫（F.Bloch） 和布里渊（Brillouin）等人就致力于研究 周期场中电子的运动问题。他们的工作为 晶体中电子的能带理论奠定了基础。 布洛赫定理指出了在周期场中运动的电子 波函数的特点。 布洛赫定理 k空间 在一维情形下，周期场中运动的电子能量E(k) 和波函数 必须满足定态薛定谔方程 k -------表示电子状态的角波数 V( x ) ----周期性的势能函数，它满足 V( x ) = V( x + n a