则称为绝对黑体二基尔霍夫定律热平衡： 发射辐射能量=吸收辐射能量.PPT

一.描述热辐射的基本物理量 1.单色辐出度 M? (T) 三.绝对黑体的辐射定律 1．黑体模型 2.黑体单色辐出度实验规律 2.普朗克的能量子假设 (外)光电效应：金属在光的照射下发射电子的现象 饱和电流与入射光强成正比 二.光波动理论的缺陷 一.康普顿散射 与束缚很紧的电子碰撞： 一.氢原子光谱的实验规律 1889年瑞典物理学家里德伯提出一个普遍方程 k=1,n=2,3,… 莱曼系,紫外区 k=2,n=3,4,… 巴尔末系 k=3,n=4,5,… 帕邢系,红外区 k=4,n=5,6,… 布拉开系,红外区 k=5,n=6,7,… 普芳德系，红外区 k=6,n=7,8,… 哈菲莱系,红外区 1890年里德伯,里兹等人发现碱金属原子光谱有类似的规律 量子化条件:电子在稳定圆轨道上运动时，其轨道角动量L=mvr必须等于h/2?的整数倍，即 4.里德伯公式的推导 氢原子从高能级En跃迁到低能级Ek时，氢原子的发光频率为 一.德布罗意波 1927年美国的戴维孙和革末实验证实了实物粒子波动性 同年，小汤姆逊的电子束穿过多晶薄膜后的衍射实验，得到了与x射线实验极其相似的衍射图样 三.德布罗意波的统计解释 1926年德国物理学家玻恩首先提出概率波的概念： 经典力学：运动物体具有完全确定的位置、动量、能量、角动量等 电子单缝衍射实验： 同样能量与时间之间也有如下的不确定性关系： 说明： 不确定性关系说明微观粒子不可能同时具有确定的位置和动量；粒子位置的不确定量越小，动量的不确定量就越大，反之亦然 -13.6 -3.39 -1.51 0 En/eV -0.85 波数为 ----与实验结果符合得很好 5.玻尔理论的缺陷 以经典理论为基础，其定态时不发出辐射的假设又与经典理论相抵触 量子化条件没有适当的理论解释 玻尔理论只能求出谱线频率，对强度宽度和偏振等都无法处理 §18-5 微观粒子的波粒二象性 类比： 1924年法国年轻的博士德布罗意提出设想：实物粒子与光一样也具有波粒二象性 与实物粒子相联系的波称为德布罗意波(物质波) ----德布罗意公式 或 1929年德布罗意获诺贝尔物理学奖 二.实物粒子波动性实验 观察到在晶体表面电子的散射现象与x射线的衍射现象相类似 电子枪 探测器 镍单晶 加速电极 ----电子具有波动性 戴维孙和小汤姆逊同获1937年诺贝尔物理学奖 x-射线 电子 大量实验证实除电子外，中子、质子以及原子、分子等都具有波动性，且符合德布罗意公式 ----一切微观粒子都具有波动性 单缝 双缝 三缝 四缝 1961年约恩逊的电子衍射实验 [例5]静止的电子经电场加速，加速电势差为U，速度vc。求德布罗意波长? 解： 粒子落在屏上哪一点具有偶然性；在某一时刻，空间某点附近粒子出现的概率与该时、该处物质波的强度成正比。峰值处粒子出现的概率大，暗纹处粒子出现的概率小 §18-6 不确定性关系 微观粒子：由于波动性，粒子以一定的概率在空间出现----粒子在任一时刻不具有确定的位置 同样，动量、能量和角动量等也是不确定的 结论：光是粒子流 光子能量一次地被一个电子吸收，不需要积累能量的时间 爱因斯坦1921年获诺贝尔物理学奖 [例3]波长为2500A、强度为2W/m2的紫外光照射钾, 钾的逸出功为2.21eV，求(1)所发射的电子的最大动能；(2)每秒从钾表面单位面积所发射的最大电子数 解：?应用爱因斯坦方程 ?每个光子的能量 因每个光子最多只能释放一个电子 故每秒从钾表面单位面积所发射的最大电子数 §18-3 康普顿效应 1923年美国物理学家康普顿研究x射线通过物质时的散射现象发现：散射线中除了有与入射波长?0相同的射线外，还有??0的射线 康普顿1927年获诺贝尔物理学奖 ----康普顿效应 探测器 石墨 光阑 入 射 光 散射光 x 射 线管 实验装置 康普顿效应 ??=?-?0随散射角? 增大而增大, 与?0及散射物质无关 对轻元素，新波长的谱线强度较强；对重元素，新波长谱线强度较弱 ? 增大，原波长谱线强度下降，新波长谱线强度增大 经典波动理论不能解释： 光作用 带电粒子作同频受迫振动 辐射同频光波(散射光) 波长不变 光子与自由或束缚较弱电子的碰撞 光子的一部分能量传给电子，则散射光子能量小于入射光子 二.光子理论的解释 或 即 轻原子中电子束缚较弱，重原子中电子束缚较紧，所以原子量小的物质，康普顿效应较强，反之则相反 电子与整个原子作弹性碰撞，而原子质量比光子大的多，所以光子不会显著失去能量，即有?=?0或?=?0 三.理论推导 光子与静止自由电子碰撞： 前 光子： 能量 动量 电子：