量子物理基础总汇.ppt

思考 光电效应与康普顿效应的异同？ 四能级系统： 这种原子射线分裂的现象不能用电子轨道运动的空间取向量子化来解释。 1925年奥地利物理学家泡利提出 4s （n=4、l = 0)和3d(n = 3、l = 2 )两个态： 周期表是按原子量的次序排列起来的——不连续性； 激光内雕 2）激光计量 应用激光的特性测量距离，利用光的多普勒效应测量速度等。主要为激光测距、激光雷达、激光准直、激光测速等。 激光在国防科学领域的应用 红外激光瞄准、激光测距仪、激光雷达、激光拦截、激光制导、激光武器。 B 激光武器主要分为低能激光武器和高能激光武器。 低能激光武器即激光干扰与致盲武器。 高能激光武器为直接攻击性武器。 激光武器所发射的“光弹”以光速飞行，这比普通炮弹飞行速度快40万倍，比导弹飞行速度快10万倍。 小 结 一、激光的特点: 二、受激辐射和自发辐射的特点： 四、激光器的组成： 1、定向性好。 2、单色性好 3、相干性好。 4、高亮度和高强度。 自发辐射的光波是非相干的。 受激辐射的光波是相干光 。 工作物质、激励能源、谐振腔 三、产生激光的必要条件： 工作物质在激励能源的激励下实现粒子数反转。 练习题 1、在激光器中利用光学谐振腔: A ) 可提高激光束的方向性，而不能提高激光束的单色性。 B ) 可提高激光束的单色性，而不能提高激光束的方向性。 C ) 可同时提高激光束的方向性和单色性。 D ) 既不能提高激光束的方向性也不能提高激光束的单色性。 √ 2、按照原子的量子理论,原子可以通过 和 两种辐射方式发光,而激光是由 方 式产生的. 自发辐射 受激辐射 受激辐射 3、 世界上第一台激光器是： A）氦—氖激光器 B）二氧化碳激光器 C）钕玻璃激光器 D）红宝石激光器 E）砷化镓结型激光器 √ 1862年基尔霍夫又进一步得出绝对黑体的概念。他的热辐射定律和绝对黑体概念是开辟20世纪物理学新纪元的关键之一。 1900年M.普朗克的量子论就发轫于此。热辐射的电磁波的能量对波长有一个分布。温度不同，热辐射的电磁波的能量不同， 波长分布不同。例如加热铁块，随着温度的升高: 开始不发光→暗红 → 橙色 → 黄白色 黑体是一种理想模型，完全黑体在自然界中是不存在的。烟煤非常接近黑体，也只能吸收外来辐射的99%。 维恩：德国物理学家。1911年，因提出位移定律获诺贝尔物理学奖。 用经典物理中电磁波理论来解释光电效应遇到如下困难。 为解释光电效应的实验规律，摆脱经典物理所遇到的困难，他认为光不仅是一份一份地被吸收和发射，而且其能量也都聚集成一份一份地在空间传播。 电子把这能量的一部分用来克服金属表面对它的束缚，另一部分就是电子离开金属表面后的动能， 根据爱因斯坦假设，可以圆满解释光电效应的全部规律 自由而静止的电子：相对而言，这是由于入射光x射线的波长较短，能量较大，散射物中存在大量束缚不紧的电子， 其束缚能量远小于入射光的能量，故可视为自由电子；而且电子的动能也比x光子的能量小的多，所以又可以近似看为静止。 在实际测得黑体辐射谱后，建立其函数表达式的问题，在历史上是逐步得到解决的。　 维恩根据热力学原理证明，黑体辐射谱必有如下的函数形式： 其中 和 的函数形式尚不能最终终确定，利用式（1.17 ）,可得以下两条定律（具体推导留作习题）： （1）黑体辐射的辐射本领 与绝对温度T的四次方成正比，即 实验测得上式中的比例常数为 它是个普适常数，这规律叫做斯特藩-玻耳兹曼常数。 （2）图1-6中的曲线表明，任何温度下 曲线都有一极大值，令这极大值所对应的波长为 ，则 与T成反比： 实验测得 b也是个普适常数。这规律称为维恩位移定律（ 1893年），b称为维恩常数。此定律表明，随着T的增高， 向左方位移，下表给出不同温度下 的数值。 维恩恩位移定律将热辐射的颜色随温度变化的规律定量化了。在温度 太高时，热辐射中绝大部分是肉眼不能见的红外线，其中包含一小部分长波的可见光，即红光。计算表明，当温度达到3800K左右时， 达到可见光谱红端的边缘7600 A，当温度这到5000-6000K范围内时， 位于可见光波段的中部，这时热辐射中全部可见光都较强，它引起人眼的感觉是白色，照明技术中把具有这种光谱的光叫做白色。太阳光谱中的连续部分极大值们于 （青色）的地方。这绝相当于T=6000K的黑体辐射光谱 ，所以太阳光是白光，通常白炽灯丝的温度人有两千多度， 还在红外波段，所发的光与日光相比，颜