第17章--波粒二象性基础知识(共3页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上第17章 波粒二象性基础知识第1节 能量量子化一、黑体与黑体辐射1、热辐射：我们周围的一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关，所以叫做热辐射。2、热辐射特性之一：辐射强度按波长的分布情况随物体的温度而有所不同。3、黑体：如果某种物体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，这种物体就是绝对黑体，简称黑体。4、一般材料物体：辐射电磁波的情况除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关。5、黑体：辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关。二、黑体辐射的实验规律1、规律：（1）随着温度升高，各种波长的辐射强度都增加。（2）辐射强度的极大值向波长较短的方

2、向移动。2、规律解释：（1）德国、维恩、1896年、短波区与实验非常接近，在长波区则与实验偏离很大。（2）英国、瑞利、1900年、长波区与实验基本一致、但短波区与实验严重不符。波长趋于0时，辐射强度无穷大，紫外灾难。三、能量子1、能量子：（1）1900年、普朗克、1918年获诺贝尔奖（2）振动着的带电微粒的能量只能是某一能量值的整数倍。当带电微粒辐射或吸收能量时，也是以这个最小能量值为单位一份一份地辐射或吸收的。这个不可再分的最小能量值叫做能量子。（3）表达式：=hv（4）普朗克公式与实验值的对比： 第2节 能量量子化一、 光电效应1、 现象：照射在金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出的现

3、象。2、 发现：1887年、赫兹、电磁波电火花。后来，德国P 勒纳德、英国、JJ汤姆生二、光电效应的实验规律1、实验装置说明：（1）电子从K逸出，光电子从K到A经其它部分电路回到K。电流表显示示数。（2）、正向电压：左正右负，有助于电子向A板运动。当所有逸出电子都跑到A板，则电流达到最大值即饱和电流。（3）、反向电压：左负右正，阻碍电子向A板运动，当最容易运动到A板的电子到达A板时，速度为零，则电流为零，电流为零时的电压称为遏止电压。（4）.实验结果图象：2、实验规律（1）饱和电流规律：一定颜色的光，入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多。（2）遏制电压规律：遏制电压随频率的改变而改变，光电

4、子的能量只与入射光的频率有关，而与入射光的强弱无关。（3）截止频率规律：入射光的频率低于截止频率时，不发生光电效应。不同的金属截止频率不同。（4）瞬时性规律：光电效应发生的时间不超过10-9s。三、光电效应解释中的疑难1、逸出功：金属表面层中存在一种力，阻碍电子的逃逸，电子要从金属中挣脱出来，必须克服这种阻碍做功，使电子脱离某种金属所做功的最小值。2、光的强度：单位时间照在单位面积上光的能量。经典物理学认为与振幅有关而与频率无关。3、解释困难：（1）光越强，光电子的最大初动能越大，所以遏制电压应与光的强弱有关，与实验不符。（2）不光光的频率如何，只要光足够强，电子都能获得能量而飞出，不应该存在

5、截止频率。（3）如果光很弱，按经典理论估算，经过几分钟或十几分钟会有电子逸出。四、爱因斯坦光电效应方程1、物理学史：爱因斯坦、1905年、关于光的产生和转化的一个试探性观点2、光子：光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的，频率为v的光的能量子为hv，h为普朗克常量，这些能量子后来称为光子。3、光电效应方程：Ek=hv-W0 图象如图：由Ek曲线可以得到的物理量(1)极限频率：图线与轴交点的横坐标c.(2)逸出功：图线与Ek轴交点的纵坐标的值W0E.(3)普朗克常量：图线的斜率kh.4、光子说理论光的强度：N*hv N:单位时间内、单位面积上照射的光子数。5、解释：（1）据表达式，光电子的最大

6、初动能与入射光的频率有关。特例：当Ek=0，则：（2）电子一次性吸收光子的全部能量，不需要积累能量的时间，光电流自然几乎是瞬时产生的。（3）对于同种颜色（频率相同）的光，光越强，包含的光子数较多，照射金属时产生的光电子较多，因而饱和电流较大。6、密立根检验光电效应方程的正确性（1）表达式：Uc （2）图象如图：注意斜率、截距含义。与遏止电压Uc0对应的频率为截止频率，斜率五、康普顿效应1、光的散射：光在介质中与物质微粒相互作用，因而传播方向发生改变 ，这种现象叫做光的散射。2、康普顿效应：（1）美国、康普顿、发现：19181922年，1927年诺贝尔奖。（2）现象：石墨对X射线散射，发现散射的

7、X射线中除与原波长相同部分外还有大于原波长的成分。（3）中国、吴有训，测试了多种物质，证实了康普顿效应的普遍性。（4）解释：康普顿用光子模型成功解释了这种效应，X射线不仅具有能量还具有动量。利用能量和动量守恒求解，与实验吻合好。（5）意义：表明光子除了具有能量之外还具有动量。（6）光子动量：第3节 粒子的波动性一、光的波粒二象性性1、光的本性：光既具有波动性，又具有粒子性。2、表达式： =h二、粒子的波动性：1、物理学史：1924年、法国、德布罗意，博士论文，1929年诺贝尔奖2、假设：实物粒子也具有波动性。3、表达式： =h4、物质波（德布罗意波）：与实物粒子相联系的波。三、物质波的实验验证1、X射线（伦琴射线）波动性检验：1912年、德国、劳厄，利用晶体中排列规则的物质微粒作为衍射光栅，观察X射线的衍射现象。2、电子束衍射现象：1927年，戴维孙、GP汤姆孙分别利用晶体做衍射图象，证实了电子的波动性。1937年诺贝尔奖。专心-专注-专业