氢原子光谱中的不同谱线.pptVIP

C.J.戴维孙 通过实验发现晶体对电子的衍射作用 1937诺贝尔物理学奖 张 甫 宽 理学院物理系 第1节 黑体辐射和普朗克的量子假设 一、黑体辐射 1、热辐射的基本概念 一定时间内物体辐射能的多少及其按波长的分布与物体的温度有关，这种与温度有关的辐射称为热辐射。 （1）单色辐出度（单色辐射本领） 设单位时间内从物体单位表面积上发射的波长在 范围内的辐射能为 ，则定义 在用不透明材料做成的空腔上开一个小孔，这样的小孔可看作黑体模型，如图 。 从物体单位表面积上所辐射的各种波长的总辐射功率称为物体的辐出度。 当空腔处于某一温度时，由小孔辐射出来的电磁辐射就可看作黑体辐射。 （2）辐出度 2、黑体辐射的基本规律 如果一个物体能够完全地吸收入射在它上面的电磁波，这样的物体称（绝对）黑体。 0 1 2 3 4 5 6 (μm) 1700K 1500K 1300K 1100K 黑体单色辐出度按波长和温度的分布曲线： （1）斯特藩—玻尔兹曼定律 黑体辐射的辐出度： 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。 （2）维恩位移定律 峰值波长 M.V.普朗克 研究辐射的量子理论，发现基本量子，提出能量量子化的假设 1918诺贝尔物理学奖 二、普朗克量子假设 瑞利和金斯公式： 按瑞利和金斯公式计算所得的曲线在长波区与实验一致，在波长小于紫外光的短波区，与实验偏离很大，这一结果称为“紫外灾难”。 普朗克量子假说 ： (1)黑体是由带电谐振子组成，这些谐振子辐射电磁波， 并和周围的电磁场交换能量。 (2) 这些谐振子能量不能连续变化，只能取一些分立值，是最小能量? 的整数倍,这个最小能量称为能量子。 实验值 维恩 瑞利--金斯 紫 外 灾 难 h—普朗克常数 普朗克得到了黑体辐射公式： c ——光速 k ——玻尔兹曼恒量 普朗克提出的量子假设不仅成功地解决了黑体辐射的“紫外灾难”的难题，而且开创了物理学研究的新局面，为量子力学的诞生奠定了基础。 A.爱因斯坦 对现物理方面的贡献，特别是阐明光电效应的定律 1921诺贝尔物理学奖 第2节 光电效应和爱因斯坦的光量子论 爱因斯坦的光子理论（光子假设）： 光是以光速运动的光量子流（简称光子流），在频率为v 的光波中，每个光子的能量 ： 光子不但有能量，而且有质量和动量。 光子的能量： 光子的质量： 光子的静止质量： 光子的动量： 光电效应证实了光的粒子性。 1927诺贝尔物理学奖 A.H.康普顿 发现了X射线通过物质散射时，波长发生变化的现象 一、康普顿效应的实验规律 1922~1923年，康普顿观察X射线通过物质散射时，发现散射的波长发生变化的现象。 X 射线管 光阑 石墨体（散射物） ? 探测器 第3节 康普顿效应 实验结果： （1）散射X射线的波长中有两个峰值： （2） 随散射角? 的增大而增大，且与散射物质无关。 （3）波长为?的散射光的强度随散射物质原子序数的增加而减小。 二、康普顿效应的光子理论解释 （1）将入射X射线与散射物质的作用，看成是X射线的光子与散射物质中束缚较弱的外层电子的碰撞。 康普顿效应波长的偏移量： ｍ0—电子的静质量，? —散射角 —电子的康普顿波长 随散射角? 的增大而增大，且与散射物质无关。 (2) X 射线的光子除了与原子中外层电子碰撞外，还有可能与束缚得很紧的原子内层电子碰撞。 将内层电子和原子核看成一个整体，称为原子实，其质量用 M 表示。 表明，原子实并不从光子那里得到能量，入射X射线经碰撞后能量不变，即它经散射后波长仍为λ0。 例：教材P172，例题17-3 光的波粒二象性 表示粒子特性的物理量 波长、频率是表示波动性的物理量 表示光子不仅具有波动性，同时也具有粒子性，即具有波粒二象性。 光子是一种基本粒子，在真空中以光速运动 N.玻尔 研究原子结构，特别是研究从原子发出的辐射 1922诺贝尔物理学奖 一、氢原子光谱的实验规律 谱线是线状分立的 第4节 玻尔的氢原子理论 R= 1.0967758×107m-1 里德伯常数 连续 氢原子各谱线系的波数可用一个经验公式来表示： m,n均为正整数，且nm。 2 、里兹组合原则 其他元素的光谱也可用两光谱项