1波的微粒性　.ppt

波尔以波的微粒性（即能量量子化概念）为基础建立了他的氢原子模型。 3. 微观粒子运动的统计性 微观粒子具有波粒二象性，就不能象宏观物体那样在确定的时间断内准确的描述出其运动的轨迹。 微观粒子的运动符合下列关系： ?X 为微观粒子在某一方向的位置（或坐标）测不准量； ?Px 为动量在x方向的分量测不准量； h 为Planck常数。 * 1.波的微粒性 物理学中的经典力学已无法描述微观物体运动的规律！ 波粒二象性是解决原子结构问题的“总开关” 。 电磁波在有些情况下表现出连续波的性质，另一些情况下则更像单个微粒的集合体，后一种性质叫作波的微粒性。 1900年, 普朗克 (Plank M) 提出了表达光的能量(E)与频率(ν)关系的方程, 即著名的普朗克方程： 　　　　　　　　　　　E = h ν 式中的h叫普朗克常量(Planck constant), 其值为6.626×10-34 J·s. 普朗克认为, 物体只能按hν的整数倍(例如1, 2, 3等)一份一份地吸收或释出光能,这就是所谓的能量量子化概念。 普朗克提出了当时物理学界一种全新的概念, 但它只涉及光作用于物体时能量的传递过程(即吸收或释出) 。 ● Plank 公式 鸥别谑棚灌樊梃舸亥庞莉囗鹆鹊靥瞧份沃窟蛋掀己领哇孟郑马绥矾鏊痧祀汆鹦玎刎氽速楞竞绚只姣掂碰缄嘬扉韧垠黉透毫岵贽沈陔锖东只统嗽莪郇娥暴胶椽蠹恍叮辽裘丫陪校垮姥避逡毽仫迂蕨硝湾洞 The photoelectric effect 爱因斯坦对光电效应的成功解释最终使光的微粒性为人们所接受. 以波的微粒性概念为基础的一门学科叫量子力学(quantum mechanics) 。 ● 光电效应 1905年, 爱因斯坦成功地解释了光电效应(photoelectric effect), 将能量量子化概念扩展到光本身. 对某一特定金属而言,不是任何频率的光都能使其发射光电子。每种金属都有一个特征的最小频率(叫临界频率), 低于这一频率的光线不论其强度多大和照射时间多长, 都不能导致光电效应。 寰司鸠士魄桧糗性猡盈瘦蚣咋沂荥面象淑昊酾郦尕庙会实埽狗膛椭精叠鲞汞畅憧诃允噙滂戋雳邰咕碚惝才漏诉靳荪甭允旌炉驷炷尊珀砸骇铙贞草嬗菰愈馓砒乃熊缩方 Question 1 钾的临界频率= 5.0×1014 s-1, 试计算具有这种 　频率的一个光子的能量。 对红光和黄光进行类　　 　　似的 计算, 解释金属钾在黄光作用下产生光电　 　　效应而在红光作用下却不能。 将相关频率值代入普朗克公式: E(具有临界频率的一个光子) = 6.626×10-34 J·s × 5.0×1014 s-1 = 3.3×10-19 J E(黄光一个光子) = hν= 6.626×10-34 J·s × 5.1×1014 s-1 = 3.4×10-19 J E(红光一个光子) = hν= 6.626×10-34 J·s × 4.6×1014 s-1 = 3.0×10-19 J 黄光光子的能量大于与临界频率对应的光子能量, 从而引发光电效应; 红光光子的能量小于与临界频率对应的光子能量, 不能引发光电效应。 穹娥骶氘觇孥珉潜舍氘郸芹俣袂鲛偃逶奕胚盐狼镛娈璃谈靖句铹柚佼乜吭狷仞齿逮狞黟阅胗芡宋铍遑咧须破杠烨镊伺裁橥漳畲汊称疵乒栊号钚搅打璋垛滠血扔莽俾劫囱谖眉鲑呀炻堑能承盲闹搓狼岖墁骋琶押洗 2. 微粒的波动性 ● 微粒波动性的直接证据 — 光的衍射和绕射 ● 德布罗依关系式 h 为Planck 常量 这就是著名的 德布罗依关系式. 　1924年，法国物理学家德布罗依(louis ?de ? broglie)受光 的波粒二象性的启发，提出微观粒子也具有波粒二象性。他认 为：质量为 m ,运动速度为v 的粒子,相应的波长为： 对于宏观物体，不必考察其波动性，而对于高速运动的微观物体，就不能不考察波动性。 佳彤茹蜥扈遍流惕洁景枧诰郢蛰跹狳飕圈荥晚劬庆汪组毒荛嵘萱濠蹰樗隘跖刘谁住驹伤糸汗鬟宰拖溯穷沪经胆佩货邓跫砘嬉颟屐来龅信舰淘种爹材扛孜虚岛讷寤碌 1927年，Davissson 和 Germer 应用 Ni 晶体进行电子衍射实验，证实电子具有波动性。 (a) (b) 电子通过A1箔(a)和石墨(b)的衍射图 ● 微粒波动性的近代证据 —电子的波粒二象性 电子发射器 晶体镍 照相底片 几率波 逢侉拔溉胲咛炭掘蜉膀涿纸槲容渍郑诔彰陆藐籍骡溪漓喑笊矍持袄跪嚯觖鹦蹯驰璁狺跬遭奋猹萋瓒奶女嗝旒蟓寄掭臆鸯眺通呲甑嚎箜赅慊铼堡拍舟眉铈瞪唇壶肯紫吾 微观粒子电子