量子力学基础ppt课件.ppt

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1、第六篇量子论早期量子论量子力学相对论量子力学普朗克能量量子化假说爱因斯坦光子假说康普顿效应玻尔的氢原子理论德布罗意实物粒子波粒二象性薛定谔方程波恩的物质波统计解释海森伯的测不准关系狄拉克把量子力学与狭义相对论相结合量子物理基础第十六章物体在不同温度下发出的各种电磁波的能量按波长的分布随温度而不同的电磁辐射热辐射16-1黑体辐射普朗克量子假设一、热辐射绝对黑体辐射定律单色辐射本领（单色辐出度）波长为的单色辐射本领是指单位时间内从物体的单位面积上发出的波长在附近单位波长间隔所辐射的能量。如果一个物体能全部吸收投射在它上面的辐射而无反射

2、，这种物体称为绝对黑体，简称黑体。0123456(μm)1700K1500K1300K1100K1、斯忒藩—玻尔兹曼定律黑体辐射的总辐射本领（辐射出射度）（即曲线下的面积）当绝对黑体的温度升高时，单色辐射出射度最大值向短波方向移动。2、维恩位移定律峰值波长实验值维恩瑞利--金斯紫外灾难二、普朗克量子假设h—普朗克常数普朗克得到了黑体辐射公式：c——光速k——玻尔兹曼恒量普朗克量子假说(1)黑体是由带电谐振子组成，这些谐振子辐射电磁波，并和周围的电磁场交换能量。(2)这些谐振子能量不能连续变化，只能取一些分立值，是最小能量的整数倍,这

3、个最小能量称为能量子。M.V.普朗克研究辐射的量子理论，发现基本量子，提出能量量子化的假设1918诺贝尔物理学奖16-2光的量子性电效应一、光电效应爱因斯坦方程的实验规律光电效应光照射到金属表面时，有电子从金属表面逸出的现象。光电子逸出的电子。OOOOOOOO光电子由K飞向A，回路中形成光电流。光电效应伏安特性曲线饱和电流光强较强光强较弱截止电压实验规律1、单位时间内从阴极逸出的光电子数与入射光的强度成正比。2、存在遏止电势差对于给定的金属，当照射光频率小于金属的红限频率，则无论光的强度如何，都不会产生光电效应。(3)光电效应瞬时响应

4、性质实验发现，无论光强如何微弱，从光照射到光电子出现只需要的时间。爱因斯坦光电效应方程爱因斯坦光子假说光是以光速c运动的微粒流，称为光量子（光子）光子的能量金属中的自由电子吸收一个光子能量h以后，一部分用于电子从金属表面逸出所需的逸出功A，一部分转化为光电子的动能。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。爱因斯坦对光电效应的解释2.电子只要吸收一个光子就可以从金属表面逸出，所以无须时间的累积。1.光强大，光子数多，释放的光电子也多，所以光电流也大。例根据图示确定以下各量1、钠的红限频率2、普朗克常数3、钠的逸出功解：

5、由爱因斯坦方程其中截止电压与入射光频关系钠的截止电压与入射光频关系从图中得出从图中得出钠的截止电压与入射光频关系普朗克常数钠的逸出功钠的截止电压与入射光频关系A.爱因斯坦对现物理方面的贡献，特别是阐明光电效应的定律1921诺贝尔物理学奖二、康普顿效应1922年间康普顿观察X射线通过物质散射时，发现散射的波长发生变化的现象。X射线管光阑石墨体（散射物）探测器石墨的康普顿效应..................................................................................

6、......(a)(b)(c)(d)(埃)0.7000.7501.散射X射线的波长中有两个峰值与散射角有关3.不同散射物质，在同一散射角下波长的改变相同。4.波长为的散射光强度随散射物质原子序数的增加而减小。光子理论对康普顿效应的解释高能光子和低能自由电子作弹性碰撞的结果。1、若光子和外层电子相碰撞，光子有一部分能量传给电子,光子的能量减少，因此波长变长，频率变低。2、若光子和内层电子相碰撞时，碰撞前后光子能量几乎不变，故波长有不变的成分。3、因为碰撞中交换的能量和碰撞的角度有关，所以波长改变和散射角有关。光子的能量、质量和动量

7、由于光子速度恒为c，所以光子的“静止质量”为零.光子的动量：光子能量:康普顿效应的定量分析YXYX（1）碰撞前（2）碰撞后（3）动量守恒X碰撞前，电子平均动能（约百分之几eV），与入射的X射线光子的能量（104~105eV）相比可忽略，电子可看作静止的。由能量守恒:由动量守恒:康普顿散射公式电子的康普顿波长ÅX1927诺贝尔物理学奖A.H.康普顿发现了X射线通过物质散射时，波长发生变化的现象光的波粒二象性表示粒子特性的物理量波长、频率是表示波动性的物理量表示光子不仅具有波动性，同时也具有粒子性，即具有波粒二象性。光子是一种基本粒子，在

8、真空中以光速运动一、氢原子光谱的实验规律谱线是线状分立的16-2玻尔的氢原子理论光谱公式R=4/B里德伯常数1.0967758×107m-1连续巴耳末公式赖曼系在紫外区帕邢系在近红外区布喇开系在红外区普芳德系在红外区广义