1、普朗克能量子假设2、爱因斯坦光子理论3.ppt

第十二章 波和粒子 ;第十二章 波和粒子;本章主要内容： 1、普朗克能量子假设 2、爱因斯坦光子理论 3、康普顿效应的解释 4、玻尔氢原子理论 5、实物粒子的波粒二象性。 6 、不确定关系 7 、薛定谔方程 ; 基 本 要 求;1、理解爱因斯坦光子理论对有关实验的解释,并能进行有关计算 。 2、理解玻尔氢原子理论,并能进行有关计算 。 3、了解德布罗意的物质波假设。 4 、了解不确定关系,并会作简单估算.; §12—1 量子论的出现;一. 黑体辐射和普朗克能量子假说 ;辐射和吸收达到平衡时，物体的温度不再变化，此时物体的热辐射称为平衡热辐射。;单色辐射出射度（单色辐出度）：一定温度 T 下，物体单位面元在单位时间内 发射的波长在 ?~ ? +d? 内的辐射能 dM? 与波长间隔 d? 的比值;绝对黑体(黑体)：能够全部吸收各种波长的辐射且不反射和透射的物体。;1700K; 黑体的辐出度与黑体的绝对温度四次方成正比：; 对于给定温度T ，黑体的单色辐出度 有一 最大值,其对应波长为 。;维恩经验公式;瑞利--金斯经验公式;;o;普朗克公式还可以用频率表示为：; 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具有任意值。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。; 振子在辐射或吸收能量时，从一个状态跃迁到另一个状态。在能量子假说基础上，普朗克由玻尔兹曼分布律和经典电动力学理论，得到黑体的单色辐出度，即普朗克公式。;伏安特性曲线;经典物理与实验规律的矛盾 ;2.爱因斯坦光子理论;2)爱因斯坦光电效应方程; 由于爱因斯坦提出的光子假说成功地说明了光电效应的实验规律,荣获1921年诺贝尔物理学奖。;3. 光子;3. 康普顿效应;X光管; 康普顿发现,在散射光中除了有与入射光波长λ0 相同的射线之外，同时还出现一种波长λ大于λ0 的射线。这种改变波长的散射称为康普顿效应。; 康 普 顿 散 射 与 角 度 的 关 系;光子理论的解释;因为碰撞中交换的能量和碰撞的角度有关，所以波长改变和散射角有关。;*2） 康普顿效应的定量分析;最后得到：; X射线的散射现象，理论与实验的符合，不仅有力地证实了光子理论，而且也证实了能量守恒和动量守恒两条定律，在微观粒子相互作用的基本 过程 中，也同样严格地遵守。;例 波长为 1.000? 的X射线在碳块上作康普顿散射实验 ， 散射角?=60度。 求（1）散射的X射线的波长. （2）反冲电子的动能. ;三. 玻尔的氢原子理论;赖曼系，紫外区;卢瑟福原子模型（原子的有核模型）;2. 玻尔的氢原子理论;（3）量子化条件 在电子绕核作圆周运动中， 其稳定状态必须满足电子的角动量 等于 的整数倍的条件。;玻尔 半径 ;基态能级；;En ( eV); 根据氢原子的能级及玻尔假设，可以得到氢原子光谱的波数公式;玻尔理论的缺陷;