波粒二象性课件.pptVIP

波粒二象性(一)光的波粒二象性一、光電效應1、光電效應現象RK1K2EGV光電管KA2、光電效應的實驗規律3、光電效應方程1905年，愛因斯坦提出了光子理論：光在空間傳播時以能量子的形式一份一份傳播。一束光則是以光速c運動的粒子流，稱為光子。（1）在單位時間內，受光照射的金屬表面釋出的光電子數與入射光強度成正比。（2）光電子的初動能隨入射光的頻率線形增加，而與入射光強度無關。（3）每種金屬都有一個截止頻率（稱為紅限頻率），當入射光的頻率低於紅限頻率時，不可能產生光電效應。（4）光電效應是暫態發生的。頻率為的光子具有的能量：h為普朗克常量光電效應的實質解釋為光子與電子的碰撞作用。電子吸收了一個光子的能量，一部分消耗於逸出金屬表面是所需的逸出功；另一部分則是光電子的初動能。由能量守恆定律有：光電效應方程h?--金屬束縛電子---A由光子理論（光子假設和光電效應方程）對光電效應現象的解釋：（1）由方程看出光電子初動能與入射光頻率的線性關係解釋了第二條。（2）按光子假說，一定頻率的光，強度愈大，其光子數目愈多。因此，照到金屬上，釋出的光電子數目愈多，飽和光電流愈大。解釋了第一條。（3）按光子理論，光照射金屬時，一個光子的全部能量一次由一個電子吸收，無需積累時間，因而解釋了暫態性（第四條）。（4）關於紅限頻率的解釋，由可看出不逸出電子紅限頻率二、康普頓效應（散射）1、康普頓效應現象及實驗規律早在1904年伊夫（AS.Eve)發現?射線被物質散射後波長變長的現象,康普頓相繼研究了?射線及X射線的散射,他先確定了伊夫的發現又用自製的X射線分光計,測定了X射線經石墨沿不同方向的散射的定量關係,1923年發表論文作出瞭解釋.Compton實驗是X射線散射的實驗，按經典理論是X射線的電場迫使散射物中的電子作強迫振盪，而向周圍輻射同頻率的電磁波的過程。Compton實驗否定了這一說法。1)實驗裝置2)實驗結果:X光光欄石墨0.71?X射線分析儀2341原始?=450?=900?=13500.700.75?(?)強度?散射線中有與入射線相同的散射線存在，也有波長??0的散射線存在（Compton散射）。2341原始?=450?=900?=13500.700.75?(?)強度?原子量較小的物質散射較強。也增加一定，?散射線波長的增量與散射角有關（增加，也一定，與散射物質無關）2、康普頓散射的理論解釋（光子理論解釋）eemV（1）碰前碰後光子能量電子能量電子動量與x軸成角光子動量沿x軸與x軸成角能量守恆：動量守恆：在x方向在垂直x方向可改寫為：（2）（3）平方後相加得，（1）平方後減（4）得，得，康普頓散射公式即電子的康普頓波長：其物理意義：入射光子的能量與電子的靜止能量相等時所對應的光子的波長。康普頓散射公式表明，波長的改變量僅與散射角有關，與散射物質無關。時。增大時，也增大，時最大。（2）光子除與原子中的自由電子發生碰撞外，還可能與束縛很緊的電子碰撞，這時光子將與整個原子間交換能量。由於原子的品質比光子大很多，根據碰撞理論知，碰撞前後光子能量幾乎不變，因此散射光的頻率基本保持不變。（3）輕原子中的電子受原子核的束縛較弱，可看作自由電子，同時康普頓效應較強，峰值較高。重原子中的電子，除外層電子束縛較弱外，內層電子束縛緊，因而康普頓效應較弱。三、光的波粒二象性1、光的波動性：衍射、散射、干涉等。2、光的粒子性：光電效應、康普敦效應等。光子的能量光子的動量光子的品質光子的靜止品質(二)實物粒子的波動性一、德布羅意假設1、1924年，DeBroglie在他的博士論文“量子論研究”中，大膽地提出了如下假設：DeBroglie假設：一切實物粒子也具