高二物理竞赛狭义相对论课件 (1).pptx

狭义相对论1例题例题 在北京正负电子对撞机上，获得与粒子静止质量相应的能量为 ， 它可被加速到动能为 ，试求这种粒子的速率和能量。eV6109 .1776eV9102 . 32黑体黑体黑体是理想模型黑体是理想模型若物体在任何温度下，能吸收一切外来的电磁辐射，若物体在任何温度下，能吸收一切外来的电磁辐射，则称此物体为黑体则称此物体为黑体.（绝对黑体）（绝对黑体） 黑体辐射的实验规律黑体辐射的实验规律0 1 000 2 0000.5 )mW10/()(314TMnm/可见光区可见光区m黑黑体体单单色色辐辐出出度度的的实实验验曲曲线线1.06 6 000000 K K3 3 000000 K K3斯特藩斯特藩 - - 玻耳兹曼定律玻耳兹曼定律40d)()(TTMTM维恩位移定律维恩位移定律bT m41ed2d)(/32kThchTM普朗克黑体辐射公式普朗克黑体辐射公式sJ1063.634h普朗克常数普朗克常数56 黑体中的分子、原子的振动可看作谐振子，这黑体中的分子、原子的振动可看作谐振子，这些谐振子的能量状态是分立的，相应的能量是某一些谐振子的能量状态是分立的，相应的能量是某一最小能量的整数倍最小能量的整数倍, 即即 ，2 ，3 ， n , 称为能称为能量子，量子，n 为量子数为量子数.)321(,nnh 普朗克量子假设是量子力学的里程碑普朗克量子假设是量子力学的里程碑. 1I2Iim1im2io0UU12II 实验规律实验规律（1）光电流强度与入射光强成正比光电流强度与入射光强成正比.（2）截止频率（红限）截止频率（红限）对某种金属来说，只有入射光的对某种金属来说，只有入射光的频率大于某一频率频率大于某一频率 0时，电子才时，电子才会从金属表面逸出会从金属表面逸出. 0称为称为截止频率截止频率或或红限频率红限频率.（3）遏止电势差遏止电势差 使光电流降为零所外加的反向电使光电流降为零所外加的反向电势差称为势差称为遏止电势差遏止电势差 ，对不同对不同的金属的金属， 的量值不同的量值不同.0U0U7光可看成是由光子组成的粒子流，单个光子的能量光可看成是由光子组成的粒子流，单个光子的能量为为 .h 爱因斯坦光电效应方程爱因斯坦光电效应方程Wmh221v89 遏止电势差遏止电势差VA 外加外加反向反向的遏止电的遏止电势差势差 恰能阻碍光电恰能阻碍光电子到达阳极子到达阳极, 即即0U2021vmeU 10 爱因斯坦的光子理论圆满地解释了光爱因斯坦的光子理论圆满地解释了光电效应现象电效应现象. 0hW hW0（截止频率）（截止频率） 频率限制频率限制: 只有只有0时才会发生时才会发生 瞬时性：瞬时性：光子射至金属表面，光子射至金属表面， 一个一个h0光子的能量光子的能量 将一次性被一个电子吸收，将一次性被一个电子吸收，若若 ，电子立即逸出，无需时间积累，电子立即逸出，无需时间积累. 康普顿在观察康普顿在观察X 射线被物质散射时，射线被物质散射时，发现发现散射散射线中含有线中含有波长波长发生了发生了变化变化的成的成分分散射束中除了有与入射束波长散射束中除了有与入射束波长 0 相同的射线，还有波长相同的射线，还有波长 0 的射线的射线.1112 定量计算定量计算xy00echechvme0evmechech00动量守恒动量守恒2200mchcmhv能量守恒能量守恒cos2202222220222chchchmv13cos2202222220222chchchmv)(2)cos1 (2)1 (020024202242hcmhcmccmv)cos1 (00cmhcc2/ 1220)/1 (cmmv014 康普顿波长康普顿波长 m 1043. 2120Ccmh2sin2)cos1 (200cmhcmh 康普顿公式康普顿公式)cos1 ()cos1 (C0cmh15vmhph 德布罗意公式德布罗意公式这种波称为德布罗意波或物质波这种波称为德布罗意波或物质波注注 意意0mmcv若若 则则( (1) )若若 则则cv0mm hmchE2德布罗意物质波假说德布罗意物质波假说