波粒二象性(修改)

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1、大学物理电子教案大学物理教研组编写：李绍新文德华范素芹卢义刚赵纯近代物理波粒二象性本章教学要求：了解热辐射和黑体辐射的基本概念。理解光电效应和康普顿效应的实验规律以及爱因斯坦的光子理论对这两个效应的解释，理解光的波粒二象性。了解德布罗意的物质波假设及其正确的实验证实。了解实物粒子的波粒二象性。理解描述物质波动性的物理量（波长、频率）和粒子性的物理量（动量、能量）间的关系。本章重点：电磁波的粒子假设，德布罗意的物质波假设，光与实物粒子的波粒二象性。描述物质波动性的物理量（波长、频率）和粒子性的物理量

2、（动量、能量）间的关系。本章难点：波粒二象性概念的建立返回目录下一页上一页§19.1热辐射§19.2光电效应§19.3康普顿效应§19.4德布罗意波§19.5不确定关系第十九章波粒二象性§19.1热辐射一、基本概念（一）热辐射下一页上一页返回本章目录这种辐射可以是红外线、可见光或紫外线，人眼不一定可见。白炽灯火炉400度1000度600度因辐射与温度有关，故称热辐射当物体因辐射而失去的能量等于从外界吸收的辐射能时，这时物体的状态可用一确定的温度来描述，这种热辐射称为平衡热辐射。反之称为非平衡热辐射

3、。下一页上一页返回本章目录（二）黑体下一页上一页返回本章目录3）一个开有小孔的内表面粗糙的空腔可近似看成理想的黑体。如远处不点灯的建筑物的窗口（三）辐射出射度（辐出度）光源S=11）辐出度（总发射本领）显然，它是温度的函数2）单色辐出度（单色发射本领）单位时间内，温度为T的物体上单位面积上发射波长在+d范围内的辐射能dM与波长间隔d比值，用M（）表示。下一页上一页返回本章目录光源S=13）辐出度与单色辐出度关系2）单色辐出度（单色发射本领）（四）基尔霍夫定律吸收多的物体辐射也多，好的

4、吸收体也是好的辐射体这说明，只要知道黑体的单色辐出度，就可以了解各种物体的单色辐出度。下一页上一页返回本章目录乾隆通宝乾隆通宝火炉1000度乾隆通宝二、黑体辐射实验规律（一）黑体辐出度的实验规律下一页上一页返回本章目录热辐射实验1.02.03.04.05.0203010405060(nm)2200K2000K1800K1600K（二）黑体单色辐出度的实验规律（三）维恩位移定律下一页上一页返回本章目录（一）经典物理学公式三、普朗克黑体辐射公式下一页上一页返回本章目录1.02.03.04.05.06

5、.07.08.09.0(nm)热辐射实验1.02.03.04.05.06.07.08.09.0(nm)热辐射实验维恩公式（二）普朗克黑体辐射公式下一页上一页返回本章目录1.02.03.04.05.06.07.08.09.0(nm)热辐射实验下一页上一页返回本章目录（四）伟大意义下一页上一页返回本章目录（三）普朗克量子假说注意：普朗克这一思想是完全背离经典物理，并受到当时许多人的怀疑和反对，包括当时的物理学泰斗---洛仑兹。乃至当时普朗克自已也想以某种方式来消除这一关系式。它写道：“我试图将h

6、纳入经典理论的范围，但一切这样的尝试都失败了，这个量非常顽固.”后来他又说：“在好几年内我花费了很大的劳动，徒劳地去尝试如何将作用量子引入到经典理论中去。我的一些同事把这看成是悲剧。但我有自已的看法，因为我从这种深入剖析中获得了极大的好处，起初我只是倾向于认为，而现在是确切地知道作用量子将在物理中发挥出巨大作用”。事实上正是这一理论导致了量子力学的诞生，普朗克也成为了量子力学的开山鼻祖，1918年因此而获得诺贝尔奖。普朗克的困惑观书有感朱熹半亩方塘一鉴开，天光云影共徘徊，问渠那得清如许，为有源头

7、活水来。朱熹：南宋著名理学家20世纪初物理学的活水就是普朗克的能量子假设量子力学的发展史是物理学上最激动人心的篇章之一，我们会看到物理大厦在狂风暴雨下轰然坍塌，却又在熊熊烈焰中得到了洗礼和重生。我们会看到最革命的思潮席卷大地，带来了让人惊骇的电闪雷鸣，同时却又展现出震撼人心的美丽。我们会看到科学如何在荆棘和沼泽中艰难地走来，却更加坚定了对胜利的信念…例：一频率为=0.5HZ，振辐为A=10cm，劲度系数为K=3.0N/m的谐振子：其能量若能量变化，一次减少一个能量子，一个能量子能量：不连续变化的

8、比率：若每相差一能量子画一直线EX宏观看是连续的E宏观看是连续的由此可见可以把经典物理看成是量子物理在量子数很大时的特殊情况（只有n很小时，能量的不连续才显得很明显）对应原理：量子论对一个系统的描述，当量子数非常大时，即与经典物理的描述一致。（1929年波尔提出）事实上，第一个认识到普朗克假说的伟大意义的是爱因斯坦。§19.2光电效应（又称外光电效应）下一页上一页返回本章目录一、光电效应实验规律下一页上一页返回本章目录下一页上一页返回本章目录下一页上一页返回本章目录二、爱因斯坦光子