19-1早期量子论-安徽理工大学.PPT

　 因为n只能取正整数，所以电子的轨道是不连续的，称为轨道量子化。习惯上： 氢原子系统的能量等于这一带电系统的静电势能和电子的动能之和： （４） 将式（１），（３）代入式（４）得到： （2）能量 ? 　 因为n只能取正整数，所以原子系统的能量是量子化的，这种量子化的能量值称为能级。 当n =1时为氢原子的最低能级， 称为基态能级。习惯上， n 1 的各定态能级称为激发态能级。当 时， 　 ，称为电离态 　　 * * 安徽理工大学 2005级《大学物理》 物理教研室 量子物理基础 第一讲 早期的量子理论 第二讲 定态的薛定谔方程 第三讲 量子力学应用初步 《量子物理基础》主要内容 第一讲 早期的量子理论 11月16日 本次课内容 §19-1 黑体辐射 普朗克的能量子假说 §19-2 光的波粒二象性 §19-3 康普顿效应 §19-5 氢原子的波尔理论 课本 pp217—250；练习册 第十八单元 十九世纪末，经典物理已相当成熟，对物理现象本质的认识似乎已经完成。“但是，在晴朗的天空中，还有两朵小小的令人不安的乌云”。 ？寻找以太的 零结果 ？热辐射的 紫外灾难 相对论 量子论 “两朵乌云” 热辐射 物体在任何温度下都向外辐射电磁波 一 黑体辐射的实验规律 平衡热辐射 物体具有稳定温度时 发射电磁辐射能量 吸收电磁辐射能量 相等 §19-1 黑体辐射 普朗克的能量子假说 绝对黑体 如果一个物体能全部吸收投射在它上面的辐射而无反射，这种物体称为绝对黑体，简称黑体。 1．维恩位移定律 (黑体辐射的实验规律) 辐射最强的频率?m 与黑体温度T 之间 b= 2.898×10-3m·K 例：(光测高温法)视太阳为黑体，测得辐射本领的峰值在 计算太阳表面的温度。 解：根据维恩位移定律 可得太阳表面温度 维恩位移定律和斯特藩-玻耳兹曼定律是测量高温、遥感和红外追踪等技术的物理基础。 A hand-held night vision, a view at night using this device In a thermogram, film sensitive to infrared Radiation reverals the location of regisions of sigficent thermal energy transport. The white areas are the regisions of greatest heat loss to cold ambient air. o λ(μm) 1 2 3 5 6 8 9 4 7 M λ 维恩 瑞利--金斯 实验值 紫 外 灾 难 关于黑体辐射的实验曲线和理论曲线 二.普朗克的能量子假说 1.普朗克假设（1900年） 能量子假说：黑体在辐射频率为 的电磁波的能量只能为最小能量h?的整数倍,最小能量称为能量子,即 ，h 称为普朗克常数。 2.普朗克公式（1900-12-14） 普朗克在德国物理学会上报告了与全波段实验结果极为符合的普朗克公式： 由普朗克公式，可以导出维恩公式和瑞利-金斯公式（参阅其他同类课本）。 能量不连续的概念与经典物理学是完全不相容的！普朗克本人也有很多的困惑和彷徨 · · · · 普朗克获得1918年诺贝尔物理学奖。 §19-2 光的波粒二象性 一 光电效应 爱因斯坦方程 实验规律: （1）用光强I一定的某种频率的光照射，得到的饱和光电流强度 Im 是一定的，光强越大，饱和光电流强度也越大。 （2）存在遏止电势差Uc 截止电压Uc与频率? 的实验规律（右图）： 其中K 为斜率，普适常数U0 为截距, 与材料有关直线与横坐标的交点就是红限频率?0 Uc= K? - U0 （3）存在红限频率? 0。 只要入射光频率?0，无论光多微弱，从光照射阴极到光电子逸出，驰豫时间不超过10-9s （4）光电效应是瞬时发生的 以上这些实验规律与经典电磁波的概念完全不同，经典波的能量是连续地分布在空间的。 爱因斯坦方程 （1）电磁辐射由以光速c 运动的局限于空间某一小范围的光量子（光子)组成，每一个光量子的能量 ? 与辐射频率 ? 的关系为 ? = h? 其中h 是普朗克常