大学物理早期量子论省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

1231927年第五届索尔威会议23.1黑体辐射普朗克量子论式中dM是频率在νν+dν范围内单位时间从物体表面单位面积上辐射电磁波能量二.基尔霍夫定侓和黑体黑体辐射试验曲线三.黑体辐射基本规律四.经典物理学所碰到困难——解释试验曲线假说:讨论：斯特藩常数由普朗克能量子假设能够得到普朗克思想是完全背离经典物理，受到当初许多人怀疑和反对，包含当初物理学泰斗---洛仑兹。乃至当初普朗克自已也想以某种方式来消除普朗克能量子假说标志着量子时代开始每一组值可能给定一个驻波，普朗克：谐振子能量不连续，则附：黑体辐射公式推导2.由玻尔兹曼分布律：考虑到两个偏振态讨论：斯特藩常数23.2光电效应与爱因斯坦理论1.入射光频率一定时，饱和光电流强度iH与入射光强度Is成正比单位时间内从金属表面溢出电子数目n(iH=ne)与入射光强度成正比，n∝光强Is2.光电子最大初动能随入射光频率增加而增加，与入射光强无关。只有U=-Uc0时，光电流才为0，Uc称为截止电压。Uc光经典波动学说缺点按经典理论，光波能量只与光强和振幅相关，与频率无关，不能解释截止频率，不能解释瞬时性。爱因斯坦光量子论1.光辐射是由在真空中以速率c传输光量子组成粒子流。每个光量子能量与辐射频率关系为3、解释光电效应1）一个光子能量能够马上被金属中一个束缚电子吸收----瞬时性2）光强越大光子数越多光电子越多饱和光电流越大---入射频率一定时饱和光电流和入射光强成正比光波粒二象性333435解：由光电效应方程解：由光电效应方程2）试验规律3)康普顿散射解释2)X射线光子与静止自由电子之间是弹性碰撞，并假设在碰撞过程中能量守恒,动量守恒。用爱因斯坦光量子理论解释康普顿散射光子与电子弹性碰撞利用余弦定理：(1)44爱因斯坦光量子理论成功解释了光电效应和康普顿效应464748例用动量守恒定律和能量守恒定律证实：一个自由电子不能一次完全吸收一个光子。(2)式两边平方有：23.4玻尔氢原子理论巴尔末系(m=2)(n=3，4，5...)帕邢系(m=3)(n=4，5，6…)布拉开系(m=4)(n=5，6，7…)普丰德系(m=5)(n=6，7，8…)经典解释碰到困难1）加速运动电子辐射电磁波频率是连续分布。这与上述氢原子光谱线状分布完全不符。2）据卢瑟福原子模型：绕核加速运动电子，最终被吸到核上,三氢原子玻尔理论1）定态假设原子能够而且只能够稳定地存在于离散能量(E1，E2)相对应一系列状态----定态（定态能级概念）2）跃迁条件（频率条件）原子能量任何改变，包含发射或吸收电磁辐射，都只能以在两个定态之间方式进行。原子在两定态(En〉Em)之间跃迁，解得里德堡理论值：玻璃管抽真空后注入水银蒸汽K－阴极P－阳极G－加速栅极玻尔氢原子理论：引言：光量子假说：路易斯.德布罗意（LouisdeBroglie1892-1987)法国物理学家，波动力学创始人，量子力学奠基人之一。出身贵族，中课时代显示出文学才华。19在巴黎大学获文学学士学位，以后改学理论物理学。他善于用历史观点，用对比方法分析问题。一.德布罗意假设德布罗意关系式二.德布罗意波（物质波）试验验证——电子衍射2.G.P.汤姆逊试验（1927年）路易.德布罗意3.琼森(Jonsson)试验（1961）例m=0.01kg，v=300m/s子弹观点一：1949年，前苏联物理学家费格尔曼做了一个非常准确弱电子流衍射试验。7个电子弱电子流长时间“曝光”2.关于微观粒子波粒二象性了解1.粒子性即电子既不是经典意义下粒子，也不是经典意义下波。德布罗意波粒二象性假设——物质波把原子定态与驻波联络起来例.（1）试证实：一个粒子康普顿波长与其德布罗意波长之比为（2）两波长相等时，即光含有波粒二象性，某处光强大,单位时间抵达该处光子数就多。