哈工大大学物理课件(马文蔚教材)—第19章—1量子物理.ppt

第十九章 量子物理;式中 dM(T) 是波长在 λ ? λ +dλ 范围内单位时间从物体表面单位面积上辐射的电磁波能量;二.基尔霍夫定侓和黑体;人造绝对黑体模型 — 封闭空腔上的小孔;黑体辐射的实验曲线;三. 黑体辐射的基本规律;四. 经典物理学所遇到的困难——解释实验曲线;假说:;每一组值可能给定一个驻波，;普朗克：谐振子能量不连续，则;附：黑体辐射公式推导 ;2.由玻尔兹曼分布律：;考虑到两个偏振态;讨论：;斯特藩常数;由普朗克能量子假设可以得到;普朗克的思想是完全背离经典物理，受到当时许多人的怀疑和反对，包括当时的物理学泰斗---洛仑兹。乃至当时普朗克自已也想以某种方式来消除 ;普朗克的能量子假说标志着量子时代的开始;19-2 光电效应 光的波粒二象性 ;1. 入射光频率一定时，饱和光电流强度 iH 与入射光强度Is成正比。 ?单位时间内从金属表面溢出的电子数目n (iH=ne)与 入射光强度成正比，n∝光强Is 2. 光电子的最大初动能随入射光频率的增加而增加， 与入射光强无关。 只有U=Uc?0时，光电流才为0，Uc称为截止电压。 ?;??? Uc?;光的经典波动学说的缺陷;按经典理论，光波能量只与光强和振幅有关，与频率无关， 不能解释截止频率，不能解释瞬时性。 爱因斯坦的光量子论 1 .光辐射是由在真空中以速率 c 传播的光量子组成的粒子流。 每个光量子的能量与辐射频率?的关系为;3、解释光电效应 1）一个光子的能量可以立即被金属中的一个束缚电子吸收 ---- 瞬时性 2）光强越大 ? 光子数越多 ? 光电子越多? 饱和光电流越大 --- 入射频率一定时 饱和光电流和入射光强成正比;三 光电效应的应用 1）光电管： 光电信号转换 2）光电二极管： 固态光电探测器 3）光电倍增管： 由10-15个倍增阴极组成，增大光电 流104--105 倍， 探测弱光。 4）光电成像器件：（光电导摄象管）将辐射图象转换成为可 观测、记录、传输、存储和进行处理的图象。广泛应用于天文学、空间科学、X射线放射学、高速摄影等。 5）光敏电阻： 用光照改变半导体的导电性能制成。(内光电效应);四 光的波粒二象性 ;2）实验规律;用爱因斯坦量子理论解释康普顿散射 光子与电子弹性碰撞;利用余弦定理：;(1) ;;爱因斯坦光量子理论成功解释了光电效应和康普顿效应;19-4 氢原子的玻尔理论;巴尔末系(m=2) (n=3，4，5 ... ) 帕邢系 (m=3) (n=4，5，6… ) 布拉开系(m=4) (n=5，6，7 … ) 普丰德系(m=5) (n=6，7，8… ) ; 经典解释遇到困难 1）加速运动的电子辐射的电磁波的频率是连续分布的。 这与上述氢 原子光谱线状分布完全不符。 2）据卢瑟福的原子模型：绕核加速运动的电子，最后被吸到核上,;三 氢原子的玻尔理论 1）定态假设 原子能够而且只能够稳定地存在于离散能量 ( E1，E2 ? ) 相对应的一系列状态 ---- 定态（定态能级概念） 2）跃迁条件（频率条件） 原子能量的任何变化，包括发射或吸收电磁辐射，都只能以在两个定态之间的方式进行。 原子在两定态 ( En 〉Em )之间跃迁，;解得;里德堡理论值：;玻璃管抽真空后注入水银 蒸汽 　　　K－阴极　 　　　P－阳极　 　　　G－加速栅极;玻尔氢原子理论：;引言：;光量子假说 ：;一. 德布罗意假设;德布罗意关系式;二.物质波的实验验证——电子衍射;U;2. G.P.汤姆逊实验（1927年）;路易.德布罗意;3.琼森(Jonsson)实验（1961）;?例? m = 0.01kg，v = 300 m/s 的子弹;观点一 ：;1949年，前苏联物理学家费格尔曼做了 一个非常精确的弱电子流衍