量子18量子物理基础.pptVIP

截止电压和入射光频率成线性关系:与金属有关的恒量:与金属无关的普适恒量----最大动能与入射光频率成线性关系，而与入射光强无关光电子是即时发射的，无论光强如何，弛豫时间不超过10-9s----存在截止频率(红限)----红限二.光波动理论的缺陷波动说认为：金属中电子吸收光能逸出,其初动能决定于光振动振幅,即由光强决定实验结果初动能与入射光频率相关，而与入射光强无关电子吸收光波能量只有到一定量值时，才会从金属中逸出光电子是即时发射的光强能量足够，光电效应对各种频率的光都会发生存在截止频率(红限)三．爱因斯坦光子理论1905年爱因斯坦提出光子假说：一束光就是一束以光速运动的粒子流，这些粒子称为光子。频率为?的光的每一光子具有能量h?1.光电效应方程一个电子吸收一个光子，由能量守恒有光子能量逸出功----光电效应方程对比可得2.光电效应的解释光强大光子数多单位时间内释放的光电子数多光电流大光电子动能与光频率成线性关系??A/h才产生光电效应，即存在截止频率(红限)结论：光是粒子流光子能量一次地被一个电子吸收，不需要积累能量的时间爱因斯坦1921年获诺贝尔物理学奖４四．光子的质量、能量、动量光子的能量：h为普朗克常数根据相对论：所以光子质量：所以光子静止质量：由光速不变，光子对任何参考系都不会静止，故任何参考系中的光子质量都不为零。以上是描述光性质的基本关系式，左侧的量描述光的粒子性，右侧的量描述光的波动性。注意：这两种量是通过普朗克常量联系在一起的。[例1]波长为2500A、强度为2W/m2的紫外光照射钾,钾的逸出功为2.21eV，求(1)所发射的电子的最大动能；(2)每秒从钾表面单位面积所发射的最大电子数解：?应用爱因斯坦方程?每个光子的能量因每个光子最多只能释放一个电子故每秒从钾表面单位面积所发射的最大电子数一.康普顿实验§18.3康普顿效应1923年美国物理学家康普顿研究x射线通过物质时的散射现象发现：散射线中除了有与入射波长?0相同的射线外，还有??0的射线康普顿1927年获诺贝尔物理学奖----康普顿效应探测器石墨光阑入射光散射光x射线管实验装置康普顿效应实验结果：??=?-?0随散射角?增大而增大,与?0及散射物质无关对轻元素，新波长的谱线强度较强；对重元素，新波长的谱线强度较弱?增大，原波长谱线强度下降，新波长谱线强度增大经典波动理论：光作用带电粒子作同频受迫振动辐射同频光波(散射光)波长不变光子与自由或束缚较弱电子的碰撞光子理论：光子的一部分能量传给电子，则散射光子能量小于入射光子二.光子理论的解释或即光子与束缚很紧的电子碰撞：轻原子中电子束缚较弱，重原子中电子束缚较紧，所以原子量小的物质，康普顿效应较强，反之则相反相当于光子与整个原子作弹性碰撞，而原子质量比光子大的多，所以光子不会显著失去能量，即有?=?0或?=?0三.理论推导光子与静止自由电子碰撞：前光子：能量动量电子：后光子：电子：动量守恒x方向y方向消去?(1)能量守恒平方(2)(2)-(1)两边同除以或----电子的康普顿波长其中----仅与?相关[例2]单色x射线被电子散射而改变波长。问(1)波长的改变量与原波长有没有关系？(2)光子能量的改变值与光子原来能量有没有关系？解：?----与原波长无关康普顿散射的一个重要特点?光子能量改变量(光子损失的能量)由有----入射光子能量(h?0)越高，散射损失的能量越高?(h?)也是电子获得的反冲动能量子物理B量子物理B量子物理C量子物理概述量子力学是一门奇妙的理论。它的许多基本概念、规律与方法和经典物理的基本概念、规律与方法截然不同。我们学习的是有关量子力学的基本知识。首先是量子概念的引入——微观粒子的波粒二象性，由此引起描述微观粒子状态的方法——波函数，以及微观粒子不同于经典粒子的基本特征——不确定关系然后介绍微观粒子的基本运动方程（非相对论形式）——薛定谔方程，将其应用于势阱中的粒子，得出微观粒子在束缚态中的基本特征——能量量子化、势垒穿透。最后用量子概念介绍氢原子中的电子运动的规律——能量、角动量的量子化，自旋，原子中电子的排布。时间表：1900年，普朗克在研究黑体辐射时提出能量量子化假说，揭开20世纪物理学革命的序幕；1918年获诺贝尔物理学奖1905年，爱因