第十三章早期量子论和量子力学基础精选文档.ppt

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1、第十三章早期量子论和量子力学基础本讲稿第一页，共六十九页一、热辐射现象一、热辐射现象 物体在任何温度下都在发射各种波长的电磁波，这种由于物体中的物体在任何温度下都在发射各种波长的电磁波，这种由于物体中的分子、原子受到激发而发射电磁波的现象称为分子、原子受到激发而发射电磁波的现象称为热辐射热辐射。Thermogram of man热热辐辐射射的的电电磁磁波波的的波波长长、强强度度与与物物体体的的温温度度有关，还与物体的有关，还与物体的性质表面形状性质表面形状有关。有关。热辐射的一般特点：热辐射的一般特点：(1(1）物质在任何温度下都有热辐射。）物质在任何温度下都有热辐射。(2(2）温度越高，发射

2、的能量越大，发射的电磁波的波长越短。）温度越高，发射的能量越大，发射的电磁波的波长越短。本讲稿第二页，共六十九页二、基尔霍夫辐射定律二、基尔霍夫辐射定律单单色色辐辐出出度度M ：为为了了描描述述物物体体辐辐射射能能量量的的能能力力，定定义义物物体体单单位位表表面面在在单单位位时时间间内内发发出出的的波波长长在在 附附近近单单位位波波长长间间隔隔内内的的电电磁磁波波的的能能量量为为单单色辐出度色辐出度。辐辐出出度度 M(T)：物物体体从从单单位位面面积积上上发发射射的的所所有有各各种种波波长长的的辐辐射射总总功功率。率。本讲稿第三页，共六十九页单单色色吸吸收收比比 a (T)：当当辐辐射射从从外

3、外界界入入射射到到物物体体表表面面时时，在在 到到+d 的波段内吸收的能量的波段内吸收的能量 E 吸收吸收 d 与入射的总能量与入射的总能量 E 入射入射 d 之比。之比。吸收比吸收比 a(T)：当辐射从外界入射到物体表面时，当辐射从外界入射到物体表面时，吸收能量与入射吸收能量与入射总能量之比。总能量之比。吸收能力的量度吸收能力的量度显然，有：显然，有：本讲稿第四页，共六十九页单色反射比单色反射比 r(T)：反射的能量与入射能量之比称为反射反射的能量与入射能量之比称为反射比，波长比，波长 到到 +d 范围内的反射比称为单色反射比。范围内的反射比称为单色反射比。不透明物体：不透明物体：（绝对）黑

4、体：（绝对）黑体：物体在任何温度下，对任何波长的辐射能物体在任何温度下，对任何波长的辐射能的吸收比都等于的吸收比都等于1，即，即本讲稿第五页，共六十九页基基尔尔霍霍夫夫定定律律：在在温温度度一一定定时时物物体体在在某某波波长长 处处的的单单色色辐辐出出度度与与单单色色吸吸收收比比的的比比值值与与物物体体及及其其物物体体表表面面的的性性质质无无关关，是仅取决于温度和波长的一个恒量是仅取决于温度和波长的一个恒量。黑体黑体单色辐出度单色辐出度一个一个好的发射体一定也是好的吸收体。好的发射体一定也是好的吸收体。本讲稿第六页，共六十九页这个恒量与物体的性质无关，而只与物体的温度和辐射能的波这个恒量与物体

5、的性质无关，而只与物体的温度和辐射能的波长有关。长有关。说明单色吸收比大的物体，其单色辐出度也大。说明单色吸收比大的物体，其单色辐出度也大。（例如黑色物体，吸热能力强，其辐出本领也大）（例如黑色物体，吸热能力强，其辐出本领也大）若物体不能发射某一波长的辐射能，那么该物体也就不能吸收这一波长若物体不能发射某一波长的辐射能，那么该物体也就不能吸收这一波长的辐射能。的辐射能。关于物体颜色的说明：关于物体颜色的说明：均指可见光范围。例如，均指可见光范围。例如，红色红色表示除红光外，其余都吸收（余类推）表示除红光外，其余都吸收（余类推）白色白色表示对所有波长的光都不吸收。表示对所有波长的光都不吸收。黑色

6、黑色表示对所有波长的光都吸收。表示对所有波长的光都吸收。本讲稿第七页，共六十九页同一个物体的发射本领和吸收本领有内在联系，同一个物体的发射本领和吸收本领有内在联系，室温下的反射光照片室温下的反射光照片1100K1100K的自身辐射光照片的自身辐射光照片图片说明一个图片说明一个好的发射体一定也是好的吸收体。好的发射体一定也是好的吸收体。例如：例如：黑白花盘子的反射和自身辐射照片黑白花盘子的反射和自身辐射照片本讲稿第八页，共六十九页 由于物体辐射的光和吸收的光相同，因此黑体能辐射各种波长的光，它由于物体辐射的光和吸收的光相同，因此黑体能辐射各种波长的光，它的的M M (T T）最大且只和温度有关）

7、最大且只和温度有关。用用不不透透明明材材料料制制成成的的开开一一个个小小孔孔的的空空腔腔，小小孔孔面面积积远远小小于于空空腔腔内内表表面面积积，射射入入的的电电磁磁波波能能量量几几乎乎全全部部被被吸吸收收。小小孔孔能能完完全全吸吸收收各各种种波波长长的的入入射射电电磁磁波波而而成为黑体模型。成为黑体模型。黑体黑体:能完全吸收照射到它上面的各种波长的光的物体。能完全吸收照射到它上面的各种波长的光的物体。例如：例如：太阳等普通恒星的辐射接近黑体辐射，太阳等普通恒星的辐射接近黑体辐射，2.7K 2.7K宇宙背景辐射也是黑体辐射。宇宙背景辐射也是黑体辐射。本讲稿第九页，共六十九页三、黑体辐射实验定律三

8、、黑体辐射实验定律实验发现：实验发现：在在温温度度一一定定时时，黑黑体体的的单单色色辐辐出出度度与与波波长长有有关关，并并存存在在一一极极大大值值，所所对对应应的的极极值值点点 m m 与与温温度度有有关系。关系。由这些实验曲线可得黑体辐射的两个实验定律。由这些实验曲线可得黑体辐射的两个实验定律。本讲稿第十页，共六十九页1.斯特藩斯特藩玻耳兹曼定律（玻耳兹曼定律（J.Stefan&L.Boltzmann）=5.6710-8 W/（m2K4）Stefan 恒量恒量实验证明，黑体的总辐出度实验证明，黑体的总辐出度M0(T)（每条曲线下的面积）与温度的（每条曲线下的面积）与温度的四次方成正比四次方成

9、正比本讲稿第十一页，共六十九页2.维恩位移定律（维恩位移定律（W.Wien）黑黑体体辐辐射射中中单单色色辐辐出出度度的的极极值值波波长长 m与与黑体温度黑体温度T 之积为常数之积为常数b=2.89710-3 mK-Wien 常数常数以上两个实验定律可用来解释一些有关热辐射的现象，也是遥以上两个实验定律可用来解释一些有关热辐射的现象，也是遥感、高温测量和红外追踪等技术的物理基础。感、高温测量和红外追踪等技术的物理基础。维恩因热辐射定律的发现获维恩因热辐射定律的发现获19111911年诺贝尔物理学奖。年诺贝尔物理学奖。本讲稿第十二页，共六十九页四、普朗克的能量子假设四、普朗克的能量子假设1.维恩经

10、验公式维恩经验公式从理论上找出符合黑体辐射实验曲线的公式？从理论上找出符合黑体辐射实验曲线的公式？维恩假设：黑体的辐射可看成是由许多具有带电的简谐振子（分子，维恩假设：黑体的辐射可看成是由许多具有带电的简谐振子（分子，原子的振动）所发射，辐射能按频率（波长）分布的规律类似于麦克斯原子的振动）所发射，辐射能按频率（波长）分布的规律类似于麦克斯韦分子速度分布律，于韦分子速度分布律，于 1896 1896 年得出绝对黑体的单色辐出度与波长、温年得出绝对黑体的单色辐出度与波长、温度关系的一个半经验公式。度关系的一个半经验公式。按照这个函数绘制出的曲线按照这个函数绘制出的曲线,其在高频其在高频(短波短波

11、)部份与实验曲线能部份与实验曲线能很好地相符很好地相符,但在低频但在低频(长波长波)部份与实验曲线相差较远。部份与实验曲线相差较远。本讲稿第十三页，共六十九页2.瑞利瑞利金斯公式金斯公式 瑞利瑞利金斯把分子物理中的能量按自由度均分原理运用到电磁金斯把分子物理中的能量按自由度均分原理运用到电磁辐射上，并认为在黑体空腔中辐射的电磁波是谐振子所发射的驻波，辐射上，并认为在黑体空腔中辐射的电磁波是谐振子所发射的驻波，这样得到的公式为这样得到的公式为在低频段，瑞在低频段，瑞-金线与实验曲线符合得很好；金线与实验曲线符合得很好；在高频段，瑞在高频段，瑞-金线与实验曲线有明显的偏离金线与实验曲线有明显的偏离

12、 其短波极限为无限大其短波极限为无限大(0，E)“紫外灾难紫外灾难”。本讲稿第十四页，共六十九页维恩公式在低频段，偏离实验曲线！维恩公式在低频段，偏离实验曲线！瑞瑞利利金金斯斯公公式式在在高高频频段段 (紫紫外外区区)与与实实验验明明显显不不符符，短短波波极限为无限大极限为无限大“紫外灾难紫外灾难”！普朗克公式在全波段与实验结普朗克公式在全波段与实验结果果惊人符合！惊人符合！紫外灾难紫外灾难黑体热辐射的理论与实验结果的比较黑体热辐射的理论与实验结果的比较本讲稿第十五页，共六十九页 普朗克既注意到维恩公式在长波普朗克既注意到维恩公式在长波(即低频）方面的不足，又注即低频）方面的不足，又注意到了瑞

13、利金斯在短波（即高频）方面的不足。意到了瑞利金斯在短波（即高频）方面的不足。2.普朗克公式普朗克公式 普普朗朗克克利利用用内内插插法法，使使两两个个波波段段分分别别与与维维恩恩公公式式和和瑞瑞利利金金斯公式一致，得到斯公式一致，得到正确的黑体辐射公式：正确的黑体辐射公式：普朗克常数：普朗克常数：本讲稿第十六页，共六十九页经典电磁理论：经典电磁理论：辐射黑体分子、原子的振动可看作谐振子，这些谐辐射黑体分子、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。谐振子的能量可具有任意连续值。振子可以发射和吸收辐射能。谐振子的能量可具有任意连续值。普普朗朗克克的的能能量量子子假假设设：振振子子振振

14、动动的的能能量量是是不不连连续续的的，只只能能取取最最小小能能量量 的整数倍的整数倍 ，2，3，n n 为正整数为正整数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，即理论，得到黑体的单色辐出度，即普朗克公式普朗克公式。振子在辐射或吸收能量时，从一个状态跃迁到另一个状态。振子在辐射或吸收能量时，从一个状态跃迁到另一个状态。=h 能量子能量子（为为振子的频率）振子的频率）本讲稿第十七页，共六十九页普普 朗朗 克克(Max Karl Ernst Ludwig Planck，18581947)德德国国物物理

15、理学学家家，量量子子物物理理学学的的开开创创者者和奠基人，和奠基人，1918年诺贝尔物理学奖金的获得者。年诺贝尔物理学奖金的获得者。还可由普朗克公式导出黑体辐射的两个实验定律。还可由普朗克公式导出黑体辐射的两个实验定律。利用利用和和本讲稿第十八页，共六十九页普朗克假设的意义普朗克假设的意义 当时普朗克提出能量子的假设并没有很深刻的道理，仅仅是为当时普朗克提出能量子的假设并没有很深刻的道理，仅仅是为了从理论上推导出一个和实验相符的公式。了从理论上推导出一个和实验相符的公式。这件事本身对物理学的意义是极其深远的。能量子假设是对这件事本身对物理学的意义是极其深远的。能量子假设是对经典物理的巨大突破，

16、它直接导致了量子力学的诞生。经典物理的巨大突破，它直接导致了量子力学的诞生。能量子概念在提出能量子概念在提出5 5年后没人理会，首先是爱因斯坦认识到其年后没人理会，首先是爱因斯坦认识到其深远的意义，并成功地解释了深远的意义，并成功地解释了“固体比热固体比热”和和“光电效应光电效应”。普朗克本入一开始也没能认识到这一点。普朗克本入一开始也没能认识到这一点。1313年后才接受了他自己提出年后才接受了他自己提出的这个概念（的这个概念（19181918年，获诺贝尔奖）。年，获诺贝尔奖）。本讲稿第十九页，共六十九页第十三章第十三章 早期量子论和量子力学基础早期量子论和量子力学基础13-1 热辐射热辐射

17、普朗克的能量子假设普朗克的能量子假设13-2 光电效应光电效应 爱因斯坦的光子理论爱因斯坦的光子理论13-3 康普顿效应康普顿效应13-4 氢原子光谱氢原子光谱 波尔的氢原子理论波尔的氢原子理论本讲稿第二十页，共六十九页一、光电效应的实验规律一、光电效应的实验规律光光电电效效应应：在在波波长长较较短短的的可可见见光光或或紫紫外外光光照照射射下下某某些些金金属属表表面上发射电子的现象。面上发射电子的现象。金金属属板板释释放放的的电电子子称称为为光光电电子子，光光电电子子在在电电场场作作用用下下在在回路中形成回路中形成光电流光电流。光电效应实验装置光电效应实验装置本讲稿第二十一页，共六十九页1.饱

18、和光电流饱和光电流电电流流强强度度随随光光电电管管两两端端电电势势差差的的增增加加而而增增加加，在在入入射射光光强强一一定定时时光光电电流流会会随随U 的的增增大大而而达达到到一一饱饱和和值值 im，且且饱和电流与入射光强饱和电流与入射光强 I 成正比。成正比。实验规律：实验规律：结论：结论：单位时间内，受光照的金属板释放出来的电子数和入射光的单位时间内，受光照的金属板释放出来的电子数和入射光的强度成正比。强度成正比。2.遏止电势差遏止电势差减小电势差至减小电势差至U=0时，光电流时，光电流 I 0，说明光电子具有初动能。，说明光电子具有初动能。当负的当负的电势差电势差大到一定数值大到一定数值

19、Ua 时光电流完全变为零。称时光电流完全变为零。称 Ua 为为遏止电势差遏止电势差。本讲稿第二十二页，共六十九页电子的最大初动能与电子的最大初动能与Ua 有关系：有关系：结论：结论：光电子从金属表面逸出时具有一定的动能，最大初动能与入光电子从金属表面逸出时具有一定的动能，最大初动能与入射光的强度无关。射光的强度无关。3.遏止频率（红限）遏止频率（红限）当入射光的频率改变时遏止当入射光的频率改变时遏止电势差电势差随之改变，实验发现两者成随之改变，实验发现两者成线性关系：线性关系：本讲稿第二十三页，共六十九页只有当入射光频率只有当入射光频率 大于一定的频率大于一定的频率 0 时，才会产生光电效应，

20、时，才会产生光电效应，0 称为称为遏止频率遏止频率或或红限。红限。O 0(红限红限)Ua 结论：结论：光电子从金属表面逸出时的最光电子从金属表面逸出时的最大初动能与入射光的频率成线性关系。大初动能与入射光的频率成线性关系。当入射光的频率小于当入射光的频率小于 0 时，不管照射时，不管照射光的强度多大，不会产生光电效应。光的强度多大，不会产生光电效应。不同材料的图线的斜率相同，但在不同材料的图线的斜率相同，但在横轴上的截距不同。横轴上的截距不同。说明：说明：K 与与金金属属材材料料种种类类无无关关，但但U0与与金属材料种类有关。金属材料种类有关。不同材料的不同材料的Ua-曲线曲线本讲稿第二十四页

21、，共六十九页 金金 属属钨钨钙钙钠钠钾钾铷铷铯铯 红限红限 0（1014Hz）10.957.735.535.445.154.69逸出功逸出功A（eV）4.543.202.292.252.131.94 当当入射光频率入射光频率 大于大于红限红限 0 时，时，无论入射光的强度如何，光无论入射光的强度如何，光电子在光照射的瞬间可产生，电子在光照射的瞬间可产生，驰豫时间驰豫时间不超过不超过10-9 s。4.光电效应瞬时发生光电效应瞬时发生本讲稿第二十五页，共六十九页二、光的波动说的缺陷二、光的波动说的缺陷 按照经典的物理理论，金属中的自由电子是处在晶格上正电荷按照经典的物理理论，金属中的自由电子是处在

22、晶格上正电荷所产生的所产生的“势阱势阱”之中。这就好象在井底中的动物，如果没有足之中。这就好象在井底中的动物，如果没有足够的能量是跳不上去的。够的能量是跳不上去的。1 1、逸出功，初动能与光强、频率的关系、逸出功，初动能与光强、频率的关系 当光波的电场作用于电子，电子将从光波中吸取能量，克当光波的电场作用于电子，电子将从光波中吸取能量，克服逸出功，从低能的束缚态，跳过势垒而达到高能的自由态，服逸出功，从低能的束缚态，跳过势垒而达到高能的自由态，并具有一定的初动能。并具有一定的初动能。本讲稿第二十六页，共六十九页 按照经典的波动理论，光波的能量应与光振幅平方成正比亦即应与按照经典的波动理论，光波

23、的能量应与光振幅平方成正比亦即应与光强有关。因此，光强有关。因此，按经典理论，光电子的初动能应随入射光强度的按经典理论，光电子的初动能应随入射光强度的增加而增加。增加而增加。但实验表明，光电子的初动能与光强无关，而只与入射光的频但实验表明，光电子的初动能与光强无关，而只与入射光的频率呈线性增加，且存在光电效应的频率红限。率呈线性增加，且存在光电效应的频率红限。2 2、光波的能量分布在波面上，电子积累能量需要一段时间，光波的能量分布在波面上，电子积累能量需要一段时间，光电效应不可能瞬时发生。光电效应不可能瞬时发生。但实验表明，当物体受到光的照射时，无论光怎么弱，只要频但实验表明，当物体受到光的照

24、射时，无论光怎么弱，只要频率大于遏止频率，光电子几乎是立刻发射出来的。率大于遏止频率，光电子几乎是立刻发射出来的。本讲稿第二十七页，共六十九页三、爱因斯坦的光子理论三、爱因斯坦的光子理论(3)根据能量守恒定律，电子在离开金属表面时具有的初动能满足：根据能量守恒定律，电子在离开金属表面时具有的初动能满足：(1)光具有粒子性，光是由一个一个的光子光具有粒子性，光是由一个一个的光子（光量子）（光量子）组成，每个组成，每个光子的能量与其频率成正比。光子的能量与其频率成正比。光电效应方程光电效应方程(2)一一个个光光子子只只能能整整个个地地被被电电子子吸吸收收或或放放出出。光光量量子子具具有有“整整体体

25、性性”。本讲稿第二十八页，共六十九页电电子子离离开开金金属属表表面面的的动动能能至至少少为为零零，故故当当 k (n=k+1，k+2,)本讲稿第五十三页，共六十九页莱曼系莱曼系（Lyman)k=1，紫外光，紫外光k 取不同值时，给出不同光谱系；取不同值时，给出不同光谱系；n 对应于不同谱线。对应于不同谱线。巴耳末系巴耳末系（Balmer)k=2，可见光可见光 帕邢系帕邢系（Paschen)k=3，红外红外布拉开系布拉开系 k=4 红外红外普丰德系普丰德系 k=5 红外红外氢原子光谱的谱系：氢原子光谱的谱系：nk (n=k+1，k+2,)本讲稿第五十四页，共六十九页二、波尔的氢原子理论二、波尔的

26、氢原子理论1.1.经典原子模型及其困难经典原子模型及其困难 汤姆逊父子的面包夹葡萄干模型汤姆逊父子的面包夹葡萄干模型 卢瑟福的卢瑟福的 粒子散射实验和原子的粒子散射实验和原子的核结构模型核结构模型核结构模型很好地解释了核结构模型很好地解释了 粒子散射实验，但却粒子散射实验，但却使经典理论陷入困境：使经典理论陷入困境：（1）原子的稳定性问题）原子的稳定性问题 经典原子模型的困难经典原子模型的困难（2）原子光谱的线状光谱问题）原子光谱的线状光谱问题本讲稿第五十五页，共六十九页（1）定定态态条条件件：电电子子绕绕核核作作圆圆周周运运动动，但但不不辐辐射射能能量量，是是稳稳定定的的状状态态-定态定态。

27、（2）频率条件：频率条件：当原子从某一能量状态跃当原子从某一能量状态跃迁到另一能量状态时，就要发射或吸收迁到另一能量状态时，就要发射或吸收电磁辐射，且辐射的电磁辐射，且辐射的频率满足条件：频率满足条件：2.Bohr 假设假设 vnEn+e-emmprn每一个定态对应于原子的一个每一个定态对应于原子的一个能级能级本讲稿第五十六页，共六十九页n=1，2，3 量子数量子数（3）角动量量子化条件：角动量量子化条件：电子绕核作圆周运动时电子绕核作圆周运动时角动角动量是量子化的，取值为：量是量子化的，取值为：本讲稿第五十七页，共六十九页三、氢原子轨道半径和能量的计算三、氢原子轨道半径和能量的计算经典理论结

28、合经典理论结合Bohr Bohr 理论理论 氢原子的半径和玻尔半径氢原子的半径和玻尔半径Bohr半径半径vnEn+e-emmprn本讲稿第五十八页，共六十九页氢原子各定态电子轨道几跃迁图氢原子各定态电子轨道几跃迁图本讲稿第五十九页，共六十九页 氢原子的能量、氢原子的能量、基态能（电离能）基态能（电离能）氢原子（电子）能量氢原子（电子）能量基态能（电离能）基态能（电离能）能量是量子化的，称为能量是量子化的，称为能级能级。本讲稿第六十页，共六十九页实验值：实验值：根据氢原子的能级及玻尔假设得到氢根据氢原子的能级及玻尔假设得到氢原子光谱的原子光谱的Rydberg公式：公式：本讲稿第六十一页，共六十九

29、页 -13.6-3.39-1.51-0.85-0.540En(eV)12354氢原子能级图氢原子能级图赖曼系赖曼系巴尔末系巴尔末系帕邢系帕邢系布喇开系布喇开系普芳德系普芳德系本讲稿第六十二页，共六十九页四、波尔理论的缺陷四、波尔理论的缺陷 玻尔理论仍然以经典理论为基础，定态假设玻尔理论仍然以经典理论为基础，定态假设 又和经典理论相抵触。又和经典理论相抵触。量子化条件的引进没有适当的理论解释。量子化条件的引进没有适当的理论解释。对谱线的强度、宽度、偏振等无法处理。对谱线的强度、宽度、偏振等无法处理。反映了早期量子论的局限性。反映了早期量子论的局限性。本讲稿第六十三页，共六十九页解：由题知光电子的

30、最大初动能为解：由题知光电子的最大初动能为练习练习1，当波长为当波长为 3000 的光照射某种金属表面时，光电子的能量范围从的光照射某种金属表面时，光电子的能量范围从 0 到到 4.0 10-19 J，在作上述光电效应实验时，遏止电压，在作上述光电效应实验时，遏止电压|Ua|=V，此金属的红，此金属的红限频率限频率 0本讲稿第六十四页，共六十九页答答(D)(D)练习练习2 关于光电效应有下列说法：关于光电效应有下列说法：(1)任何波长的可见光照射到任何金属表面都能产生光电效应；任何波长的可见光照射到任何金属表面都能产生光电效应；(2)若入射光的频率均大于一给定金属的红限，则该金属分别受若入射光

31、的频率均大于一给定金属的红限，则该金属分别受到不同频率的光照射时释出电子的最大初动能也不同；到不同频率的光照射时释出电子的最大初动能也不同；(3)若入射光的频率均大于一给定金属的红限，则该金属分别受到不同频若入射光的频率均大于一给定金属的红限，则该金属分别受到不同频率，强度相等的光照射时，单位时间释出的电子数一定相等；率，强度相等的光照射时，单位时间释出的电子数一定相等；(4)若入射光的频率均大于一给定金属的红限，则当入射光频率不变，而若入射光的频率均大于一给定金属的红限，则当入射光频率不变，而强度增大一倍时，该金属的饱和电流也增大一倍。强度增大一倍时，该金属的饱和电流也增大一倍。其中正确的是

32、：其中正确的是：(A)(A)，(1),(2),(3);(B)(1),(2),(3);(B)，(2),(3),(4)(2),(3),(4)（C)C)，(2),(3);(D)(2),(3);(D)，(2),(4).(2),(4).本讲稿第六十五页，共六十九页练习练习3 3 光电效应和康普顿效应都包含有电子与光子的相互作用过程。光电效应和康普顿效应都包含有电子与光子的相互作用过程。对此，在以下几种理解中，正确的是对此，在以下几种理解中，正确的是 （）两种效应中电子与光子两者组成的系统都服从动量守恒定律和能（）两种效应中电子与光子两者组成的系统都服从动量守恒定律和能量守恒定律。量守恒定律。（）两种效应

33、都相当于电子与光子的弹性碰撞过程。（）两种效应都相当于电子与光子的弹性碰撞过程。（）两种效应都属于电子吸收光子的过程。（）两种效应都属于电子吸收光子的过程。（）光电效应是吸收光子的过程，而康普顿效应则相当于光子和电（）光电效应是吸收光子的过程，而康普顿效应则相当于光子和电子的弹性碰撞过程。子的弹性碰撞过程。答答 D 本讲稿第六十六页，共六十九页练习练习4 4 已知一单色光照射在钠表面上，测得电子的最大动能是已知一单色光照射在钠表面上，测得电子的最大动能是 1.2 1.2 电子伏，电子伏，而钠的红限波长是而钠的红限波长是 5400 5400，那么入射光的波长是，那么入射光的波长是 （A）5350

34、 （B）5000，（C）4350 （D）3550答案答案 D D解：由光电效应方程，有解：由光电效应方程，有本讲稿第六十七页，共六十九页练习练习5 5 某一波长的某一波长的X X光经物质散射后，其散射光中包含波长光经物质散射后，其散射光中包含波长和波长和波长的两种成分，其中的两种成分，其中的散射成分称为康普顿的散射成分称为康普顿散射。散射。答：答：不变不变 变长变长 波长变长波长变长本讲稿第六十八页，共六十九页练习练习6 6 已知某金属的逸出功为已知某金属的逸出功为A A，用频率为，用频率为 1 1的光照射该金属能产的光照射该金属能产生光电效应，则该金属的红限频率生光电效应，则该金属的红限频率 0 0，1 10 0，则遏止电势，则遏止电势差差|U|Ua a|=|=。解：由逸出功与红限频率的关系，有解：由逸出功与红限频率的关系，有由于由于所以所以本讲稿第六十九页，共六十九页