14第十四章光粒子性.ppt

第十四章 光的粒子性;1900年普朗克在确立黑体辐射定律的过程中提出能量量子化的假说，揭开了本世纪物理学革命的序幕，为物理学找到了一个新的概念基础。 1905年爱因斯坦提出了光量子假说，进一步发展了普朗克能量量子化的思想。 1913年玻尔创造性地把量子概念应用到卢瑟福的原子模型，建立了氢原子理论，说明了氢光谱线。;§14-1热辐射 普朗克的量子假设 ;* 这种电磁波形式的辐射能量按波长分布是不均匀的。;* 物体辐射能量的同时，又吸收周围其它物体的辐射能量。当辐射能量等于吸收能量时，其温度不变 —— 平衡热辐射;二、黑体辐射的实验定律;斯忒潘 — 波尔兹曼(Stefan-Boltzmann)定律;维恩位移定律指出: 当绝对黑体的温度升高时，单色辐出度最大值向短波方向移动。;三、经典理论的困难;2. 瑞利 — 金斯(Rayleigh-Jeans)公式;;四、普朗克量子假说;在长波情况下：;2. 普朗克的能量子假说;“我当时打算将基本作用量子 h 归并到经典理论范畴中去，但这个常数对所有这种企图的回答都是无情的”;思考题;§14-2 光电效应 爱因斯坦光子理论;１．入射光频率一定时，饱和光电流强度与入射光光强成正比;２．遏止电势差　　;3．遏制电势差与入射光频率成线性关系，与光强无关;4、存在一个“截止频率”（ 红限频率 ?o ）;5.光电效应是瞬时发生的，驰豫时间不超过10-9 s;二、爱因斯坦的光子理论;三、光子理论对光电效应实验规律的解释;例题 钾的光电效应的红限波长为 ?o= 620 nm ，求（1）钾电子的逸出功；（2）在 ? = 300 nm 的紫外线照射下，钾的截止电压为多少？;某金属表面被蓝光照射时有光电子逸出，若增加蓝光的强度，则 （A）单位时间内逸出的光电子数增加； （B）逸出的光电子的初动能增加； （C）光电效应的红限频率变小； （D）发射光电子所需的时间缩短。 ;图中直线表示某金属光电效应实验中光电子初动能与入射光频率的关系，则图中表示该金属的逸出功的线段是 （A） OA （B） OC （C） AC （D） OD; 光的波粒二象性;§14-3 康普顿效应 (Compton’s Effect);实 验 规 律;经典理论无法解释康普顿效应;当光子与紧束缚的内层电子相互作??时，散射光子的能量不变。（ 因电子质量远小于原子质量）,所以可看到原波长的散射光;康普顿效应的定量分析;e;e;康普顿波长：;康普顿效应证明了光的粒子性，同时也证明了动量守恒和能量守恒具有普适性，相对论效应在宏观和微观领域都存在。;例题 在康普顿效应中，入射光的波长为 3×10-3 nm ，电子反冲的速度为 0.6c ，求散射光的波长和散射角。;例题 波长为 ?0 = 0.04 nm 的 X 射线与静止的自由电子碰撞，在 θ = 90°的方向观察。求散射 X 射线的波长，反冲电子获得的能量。