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光的量子特性简介 11光电 黄丹普朗克能量子假设 爱因斯坦光子理论 光的波粒二象性 普朗克能量子假设 在19世纪未，已经从实验上测定了绝对黑体的单色辐出度MB?(T)与(? ,T)的关系曲线。如何从理论上推导出符合实验结果的MB?(T)函数表达式，就成为当时物理学中引人注目的问题之一。 许多物理学家尝试从经典理论出发对绝对黑体的辐射规律给予解释。 1 2 3 1 1 2 3 1 2 维恩公式 (1896年) 普朗克利用内插法将 适用于短波的维恩公 式和适用于长波的 瑞 利-金斯公式衔接 起来，提出了一个 新的公式。 瑞利 — 金斯公式 (1900年) ——— h 为普朗克常数； 这一公式称为普朗克公式。它与实验结果符合得很好。为解释这一公式，普朗克提出了能量量子化假设。 1 2 3 2 3 能量子假说 辐射黑体分子、原子的振动可看作谐振子，这些谐振子可以发射和吸收辐射能 。但是这些谐振子只能处于某些分立的状态，在这些状态中，谐振子的能量并不象经典物理学所允许的可有任意值。 相应的能量是某一最小能量ε（称为能量子）的整数倍，即：ε, 1ε, 2ε, 3ε, ... nε. n为正整数称为量子数。 对于频率为ν的谐振子最小能量为 ε=hv 1 2 3 1 2 3 光电效应与爱因斯坦光子理论 光电效应: 当波长较短的可见光或紫外光照射到某些金属表面上时,金属中的电子就会从光中吸取能量而从金属表面逸出的现象。金属板释放的电子称为光电子,光电子在电场作用下在回路中形成光电流。 爱因斯坦的光子理论  爱因斯坦从普朗克的能量子假设中得到启发,他假定: 1.光在空间传播时,也具有粒子性,想象一束光是一束以 运动的粒子流,这些粒子称为光量子,现在称为光子. 2.每一光子的能量为ε= hν 3.光的能流密度决定于单位时间内通过该单位面积的光子数即 I=Nh?。 1 2 3 1 根据光子理论,光电效应可解释如下:当金属中一个自由电子从入射光中吸收一个光子后,就获得能量hν ,如果hν大于 电子从金属表面逸 出时所需的逸出功 ,这个电子就从金属中逸出。 1 2 3 1 2 3 光的波粒二象性 总结：单纯用波动粒子均不能完整地描述光的性质 光的性质（不同侧面） 波动性：突出表现在传播过程中 ——（干涉、衍射） 粒子性：突出表现在与物质相互作用中 ——（光电效应、康普顿效应） 无法用经典语言准确建立光的模型 光：既不是经典波，又不是经典粒子 光子：用量子力学描述 谢谢观看