试验曲线普朗克常数h培训讲学.ppt

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1、试验曲线普朗克常数h1、黑体辐射绝对黑体(黑体)：能够全部吸收各种波长的辐射且不反射和透射的物体。黑体辐射的特点：与同温度其它物体的热辐射相比，黑体热辐射本领最强煤烟约99%黑体模型黑体热辐射温度材料性质2、经典物理的解释及普朗克公式MB瑞利—金斯公式(1900年)维恩公式(1896年)普朗克公式(1900年)实验曲线普朗克常数h=6.626×10-34J·s（为得到这一公式，普朗克提出了能量量子化假设）电磁波普朗克能量子假设若谐振子频率为v，则其能量是hv,2hv,3hv,···,nhv,···首次提出微观粒子的能量是量子化的，打破了经典物理学中能量连续的观念

2、。普朗克常数h=6.626×10-34J·s腔壁上的原子(谐振子)能量与腔内电磁场交换能量时，谐振子能量的变化是hv(能量子)的整数倍.意义打开了人们认识微观世界的大门,在物理学发展史上起了划时代的作用.伏安特性曲线1、光电效应的实验规律(1)饱和电流iS(2)遏止电压UaiS:单位时间阴极产生的光电子数…∝I（I,v)AKU13.1.2光电效应爱因斯坦光子假说iS3iS1iS2I1I2I3-UaUiI1>I2>I3Ua光电子最大初动能和成线性关系遏止电压与频率关系曲线和v成线性关系i(实验装置示意图)0A(3)截止频率0(4)即时发射:迟滞时间不超过10-

3、9秒经典物理与实验规律的矛盾电子在电磁波作用下作受迫振动，直到获得足够能量(与光强I有关)逸出，不应存在红限0。当光强很小时，电子要逸出，必须经较长时间的能量积累。只有光的频率0时，电子才会逸出。逸出光电子的多少取决于光强I。光电子即时发射，滞后时间不超过10–9秒。总结光电子最大初动能和光频率成线性关系。光电子最大初动能取决于光强，和光的频率无关。2、爱因斯坦光子假说和光电效应方程光是光子流，每一光子能量为h，电子吸收一个光子（A为逸出功）单位时间到达单位垂直面积的光子数为N，则光强I=Nh.I越强,到阴极的光子越多,则逸出的光电子越多。电子吸收一

4、个光子即可逸出，不需要长时间的能量积累。光频率>A/h时，电子吸收一个光子即可克服逸出功A逸出(o=A/h)。结论光电子最大初动能和光频率成线性关系。一铜球用绝缘线悬挂于真空中，被波长为=150nm的光照射。已知铜的逸出功为4.5eV。铜球失去电子后带正电，电势升高，使束缚电子的势垒也升高，设铜球表面的电势为U，逸出电子的速度为v，铜的逸出功为A，爱因斯坦光电效应方程为逸出电子的最大动能为零时，铜球电势达最高Umax，有解例铜球因失去电子而能达到的最高电势。求光子动量13.1.3光（电磁辐射）的波粒二象性光子能量光子质量粒子性波动性光电效应的应用光电管:光电

5、开关,红外成像仪,光电传感器等光电倍增管:(微光)夜视仪测量波长在200~1200nm极微弱光的功率光电倍增管θ0λ0散射线中有两种波长0、，随散射角的增大而增大。探测器013.1.4康普顿效应X光管光阑散射物体(实验装置示意图）散射物体不同，0、的强度比不同。1、经典物理的解释经典理论只能说明波长不变的散射，而不能说明康普顿散射电子受迫振动同频率散射线发射单色电磁波θ受迫振动v0照射散射物体2、光子理论的解释能量、动量守恒(1)入射光子与外层电子弹性碰撞外层电子受原子核束缚较弱动能＜＜光子能量近似自由近似静止静止自由电子θ（电子的康普顿波长）其

6、中(2)X射线光子和原子内层电子相互作用光子质量远小于原子，碰撞时光子不损失能量，波长不变。自由电子000内层电子被紧束缚，光子相当于和整个原子发生碰撞。光子内层电子外层电子波长变大的散射线波长不变的散射线波长变化结论原子强度变化波长0轻物质（多数电子处于弱束缚状态）弱强重物质（多数电子处于强束缚状态）强弱吴有训实验结果例λ0=0.02nm的X射线与静止的自由电子碰撞,若从与入射线成900的方向观察散射线。求(1)散射线的波长λ;(2)反冲电子的动能;(3)反冲电子的动量。解(1)散射线的波长λ:(2)反冲电子的动能:(3)反冲电子的动量：1、氢原子光谱

7、的实验规律记录氢原子光谱的实验原理13.1.3原子结构与原子光谱氢放电管2~3kV光阑全息干板三棱镜（或光栅）光源氢原子线状光谱（摄谱仪）（氢光谱的里德伯常量）(3)k=2(n=3,4,5,···)谱线系——赖曼系（1908年）(2)谱线的波数可表示为k=1(n=2,3,4,···)谱线系——巴耳末系（1880年）(1)分立线状光谱实验规律（氢原子的巴耳末线系）经典理论的困难(2)跃迁假设2、玻尔的氢原子理论(1)定态假设原子从一个定态跃迁到另一定态，会发射或吸收一个光子，频率稳定状态这些定态的能量不连续不辐射电磁波电子作圆周运动v（定态）(3)角动量量子化假设