波粒二象性和原子结构.ppt

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1、17、波粒二象性1、热辐射现象一切物体在任何温度下都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关，所以叫做热辐射。2、黑体在任何温度下都能全部吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射。说明：①黑体是个理想化的模型。例：空腔上的小孔，远处的窗口等可近似看作黑体。②实验表明：对于一般材料的物体，辐射电磁波的情况除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关而黑体辐射电磁波的规律只与黑体的温度有关0123456λ(μm)1700K1500K1300K1100K3、黑体辐射的实验规律随着温度的升高：1，各种波长的辐射强度都有增加；2，辐射强

2、度的极大值向波长较短的方向移动。瑞利公式只在长波与实验结果比较吻合。瑞利理论值维恩理论值实验T=1646k维恩公式只在短波与实验结果吻合得很好。4、普朗克能量子理论微观粒子的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍，E=nε（n=1,2,…），这个不可再分的最小能量值ε叫能量子。n称为量子数。带电微粒吸收和辐射能量时，也是以这个最小能量值为单位一份一份地辐射和吸收的。h=6.62610-34J*S----普朗克常数能量子的能量：ε=h（是电磁波的频率）λ(μm)123568947普朗克理论实验值1800K借助能量量子化假说

3、，普朗克得出了与实验符合的很好的黑体辐射公式5、能量量子化宏观：能量可以是任意值，可以连续变化。微观世界中：微观粒子的能量只能是一个一个的特定值，不能连续变化。（能量量子化）量子化：只能取一系列分立值，不能连续变化光的波动性实验基础：干涉、衍射、偏振麦克斯韦和赫兹确认光的电磁波本质光的粒子性实验基础：光电效应、康普顿效应1、光电效应：现象：紫外线照射锌板，验电器内的金属箔带正电，说明有电子从锌板上飞出来。定义：当光线照射在金属表面时，金属中有电子逸出的现象，称为光电效应。逸出的电子称为光电子。光电子定向移动形成的电流叫光电

4、流。2、光电效应实验规律（1）存在饱和电流在电流较小时电流随着电压的增大而增大，但当电流增大到一定值后，即使电压再增大，电流也不会增大。这个最大电流就叫做饱和电流。（2）存在遏止电压Uc（反向截止电压）当所加电压U为0时，电流I并不为0.只有施加反向电压，使电子减速，电流才有可能为0.电流刚减小到0时对应的电压叫做遏止电压Uc。IUc2OU黄光（强）黄光（弱）实验测得的光电效应曲线蓝光Uc1遏止电压饱和电流Is1、对于一定（颜色）频率的光，无论光强如何，遏止电压都是一样。2、对于一定（颜色）频率的光，入射光越强，饱和电流越

5、大，即单位时间内发射的光电子数越多。3、相同强度（单位时间内的能量）的单色光射到同种金属上，增加入射光的频率时，饱和电流减小，遏止电压增大。（3）存在截止频率νc当入射光的频率减小到某一数值νc时，无论光的强度多大，加上怎样的电压，都不会有光电流。这个临界频率叫做截止频率νc（极限频率）。入射光的频率低于截止频率时不发生光电效应。（4）光电效应的瞬时性当入射光的频率超过截止频率时，无论光如何微弱，几乎在瞬间就会产生光电流。时间间隔不超过10-9s。3、爱因斯坦的光电效应方程（1）光子：光本身就是由一个个不可分割的能量子组成

6、的，频率为ν的光的能量子为hν。这些能量子后来被称为光子。（2）电子从金属中逃逸，需要克服阻力做功。使电子脱离金属所要做的最小的功，叫做金属的逸出功。不同金属的截止频率不同，所以逸出功不同。（3）一个电子一瞬间吸收一个光子的能量，一部分能量用来克服金属的逸出功W0，剩下的表现为逸出后电子的最大初动能Ek，即：上式即为爱因斯坦的光电效应方程。光电子的最大初动能只与入射光的频率有关，而与入射光的强弱无关。若入射光的频率恰好等于极限频率，即刚好能有光电子逸出，可理解为逸出的光电子的最大初动能为0.因此有如果电子克服阻力做功大于逸

7、出功，则逸出后电子的初动能小于最大初动能。只有从金属表面直接飞出的光电子，才有可能具有最大初动能。影响饱和电流、遏制电压、截止频率的因素1、只要入射光频率超过截止频率，饱和电流的大小只与单位时间内的光子数有关，即光电流的大小与入射光的强度成正比。2、截止频率只与金属的逸出功有关，即只与金属的种类有关。3、遏制电压与入射光频率和逸出功有关。4、光电效应方程的图像：（1）外加电压和光电流的关系（同种金属）光的强弱影响饱和电流光强光子数目多发射光电子多光电流大光的频率影响遏制电压光的频率高光子能量大产生光电子的最大初动能大光的频

8、率低于截止频率，不发生光电效应。IUc2OU黄光（强）黄光（弱）蓝光Uc1Uc-W0/eνc（2）遏止电压-入射光频率：Uc-ν图像5、光电效应方程的验证美国学者密立根设计实验，验证了爱因斯坦光电效应方程的正确性。光子具有能量，光电效应显示了光的粒子性。6、康普顿效应康普顿在做X射线通过物质散射的实验时