物理讲座10原子物理.ppt

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1、物理讲座扬州职大电子工程系贾湛2013.8原子物理固体或液体，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热辐射。所辐射电磁波的特征与温度有关。固体在温度升高时颜色的变化1400K800K1000K1200K热辐射当我们看到炉火的颜色越近蓝紫端时，炉火的温度就越高定义：能全部吸收各种波长的辐射能而不发生反，折射和透射的物体称为绝对黑体，简称黑体。不透明的材料制成带小孔的的空腔,可近似看作黑体。黑体辐射研究19世纪末，灯泡的发明带来巨大的经济利益，推

2、动了热辐射规律的研究。研究任何问题，都需要从最简单的事物开始，有关热辐射的最简单模型是什么呢？科学家找到了黑体。为什么要把黑体作为辐射研究的理想模型呢?因为基尔霍夫研究出了一个定律：吸收能力最强的物体辐射能力也越强。黑体是吸收能力最强的物体，自然就选它为理想模型。实验装置T平行光管T黑体辐射实验0123456λ(μm)1700K1500K1300K1100K辐射强度实验曲线由图可见温度越高，波长短的辐射越强o实验值/μm维恩线瑞利--金斯线紫外灾难普朗克线12345678黑体辐射理论研究可见普朗克

3、理论值与实验值最吻合。但普朗克不敢相信自己的理论。ε=hν普朗克把辐射黑体分子、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。能量量子经典其中：h=6.626×10-34J.s——普朗克常数。能量怎能不连续呢？能量子假说用弧光灯照射擦得很亮的锌板，(注意用导线与不带电的验电器相

4、连），使验电器张角增大到约为30度时，再用与丝绸磨擦过的玻璃棒去靠近锌板，则验电器的指针张角会变大。表明锌板在射线照射下失去电子而带正电光电效应在光(包括不可见光)的照射下，从物体发射电子的现象称光电效应。从锌板上逸出的电子称为光电子。阳极阴极石英窗光电效应的实验规律①饱和光电流强度与入射光强度成正比。②对于每种金属材料，都相应的有一确定的截止频率c。当入射光频率>c时，电子才能逸出金属表面；④光电效应是瞬时的。从光开始照射到光电逸出所需时间<10-9s。③线性性：用不同频率的光照射金属K的

5、表面时，只要入射光的频率大于截止频率，遏止电势差与入射光频率具有线性关系。内容：光不仅在发射和吸收时以能量为h的微粒形式出现，而且在空间传播时也是如此。也就是说，频率为的光是由大量能量为=h光子组成的粒子流，这些光子沿光的传播方向以光速c运动。在光电效应中金属中的电子吸收了光子的能量，一部分消耗在电子逸出功A，另一部分变为光电子逸出后的动能Ek。爱因斯坦光电效应方程为光电子的最大初动能。爱因斯坦的光量子假设按照经典电磁理论，光电子的能量应该随着光强度的增加而增大，不应该与入射光的频率有关，

6、更不应该有什么截止频率。3.从方程可以看出光电子初动能和照射光的频率成线性关系4.从光电效应方程中，当初动能为零时，可得极限频率。1.光强大，光子数多，释放的光电子也多，所以光电流也大。2.电子只要吸收一个光子就可以从金属表面逸出，所以不需时间的累积。光电效应的解释美国物理学家密立根，花了十年时间做了“光电效应”实验，结果在1915年证实了爱因斯坦方程，h的值与理论值完全一致，又一次证明了“光量子”理论的正确。光电效应理论的验证爱因斯坦由于对光电效应的理论解释和对理论物理学的贡献获得1921年诺贝

7、尔物理学奖密立根由于研究基本电荷和光电效应，获得1923年诺贝尔物理学奖密立根通过著名的油滴实验，证明电荷有最小单位。电子的电量：e=1.6×10-19C某种频率的光射到金属表面上时，金属表面有电子逸出，若光的频率不变而强度减弱，那么下述结论中正确的是()A．光的强度减弱到某一数值时，就没有电子逸出B．逸出的电子数一定减少C．逸出的电子数有可能增加D．逸出的电子数有可能不变B例√下列关于光电效应的说法正确的是（  ）A．光电子的动能随照射光频率的增大而增大B．光电子的初速度与照射光的频率成正比C．

8、光电子的最大初动能与照射光的频率成正比D．光电子的最大初动能随照射光频率的增大而增大D例√若用绿光照射某种金属板不能发生光电效应，则下列哪一种方法可能使该金属发生光电效应（）A.增大入射光的强度B.增加光的照射时间C.改用黄光照射D.改用紫光照射D例√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1923年康普顿在做X射线通过物质散射的实验时，发现散射线中除有与入射线波长相同的射线外，还有比入射线波长更长的射线，其波长的改变量与散射角有关，而与入射线波长和