康普顿效应.ppt

量子物理量子物理 4、量子力学简介. 1、黑体辐射;普朗克量子假设;光电效应;、氢原子光谱的规律性;玻尔的氢原子理论;、德布罗意波;不确定关系. 主要内容主要内容: : 5、激光重点:黑体辐射、光电效应、康普顿效应;氢原子光谱的规律性。教学要求: 1、理解黑体、光电效应、康普顿效应及其实验规律。 5、了解波函数及其统计解释、不确定关系了解一维定态薛定谔方程。 4、理解描述物质波动性的物理量和粒子性的物理量之间的关系。 3、了解德布罗意的物质波假设及电子衍射实验理解光和实物粒子的波粒二象性 2、理解氢原子光谱的实验规律及玻尔氢原子理论,并了解此理论的意义及其局限性。十九世纪末,经典物理学达到了相当完善的程度,正当人们欢呼:“物理学的大厦已经建成,以后人们的工作只是为其添砖加瓦而已”之时,一些新的实验事实却使物理学大厦的根基发生了动摇。 1、迈—莫实验否定了绝对参照系(以太系)的存在; 2、热辐射现象中的“紫外光灾难”; 3、放射性现象发现原子是可分的。这些实验事实迫使科学家们抛弃以往惯用的思维方法,重新思考物理学的基本概念,在曲折艰苦的阵痛中终于诞生了相对论和量子论。 20-1 黑体辐射普朗克量子假设一、热辐射现象 2、平衡热辐射:辐射与吸收平衡,温度恒定. 1、热辐射:决定于物体温度的电磁辐射. 3、描述热辐射的物理量单色辐射强度:在单位时间内从物体表面单位面积上、单位波长间隔内所辐射出的能量。( ) M T ?总辐射能:在单位时间内从物体表面单位面积上辐射的各种波长的能量 0 ( ) ( ) M T M T d ????? 1、黑体黑体:辐射(吸收)能力最强的物体,能全部吸收一切外来辐射。二、黑体辐射人造黑体模型:不透明材料制成的带小孔空腔。 2、黑体的单色辐射强度(单色辐出度) ( ) M T ? 1)意义:温度为 T的黑体,在单位时间,单位面积上,。?????d2)测定黑体实验原理( ) M T ?三、黑体辐射定律由黑体实验曲线可以看出: ( ) M T ???1、斯特藩—玻尔兹曼定律: 1)黑体的分布规律是温度 T的函数,与材料无关。( ) M T ???2)温度 T时,在单位时间、单位面积上的总辐射能: ( ) M T 0 ( ) ( ) M T M T d ???? ??曲线下面积 1879 年,斯特藩从实验中发现此规律,五年后玻尔兹曼从理论上得到: 4 4 0 ( ) ( ) ( ) M T M T d T M T T ?? ??? ???)/(/ 10 670 .5 42428kmsJkmw?????? 2、维恩位移定律曲线峰值对应的?? mmT,,??? mTbbmk ?????2 898 10 3. 2) ( ) ( ) M T M T ? ??1893 年,维恩得到他们之间关系: 1) , ( ) m T M T ?? ??—曲线表明:向短波方向移动; 2 ( ) ( ) M T M T c ? ??? ?, ( ) m T M T ?? ?? ?曲线向高频方向移动四、瑞利—金斯公式经典物理的困难瑞利—金斯从经典理论得到: 42 ( ) c M T d kTd ??? ???或 22 ( ) M T d kTd c ???? ??作出理论曲线与实验曲线比较: 1)在低频(长波)部分符合很好; 2)在高频(紫外)部分出现巨大分歧. , ( ) 0 M T ??? ?实验指出: , ( ) ( M T ??? ??紫外光灾难) 理论得到: 五、普朗克假设、黑体辐射公式 1、假设:金属空腔壁上带电谐振子(电子) 只吸收或发射的整数倍的能量,即能量的变化不连续. h?——普朗克常数 hJs????6 630 10 34 . ??? nh 频率为的谐振子,其能量只能取等一系列不连续的值。?——能量量子化假设