3-光电效应+康普顿散射

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1、2．维恩位移律m=b/T1.斯特藩-玻耳兹曼定律M(T)=T4上次课主要内容：量子力学部分参考书：周世勋<<量子力学教程>>高等教育出版社韩帅凯41360059理实1302数理学院二等侯占鹏41360056理实1302数理学院三等祝贺两位同学获校内物理竞赛奖单位体积内波长在的光子出现的概率:范围内的光子的微观态数温度为T时波长为单位体积内波长在范围内的光子数cdtdA位于斜柱体内朝向dA面元运动具有波长在的光子数为以dA为底的斜柱体在左半空间可以做无数个，考虑了从各个方向到达dA面元的光子后，dt时间内通过dA面元的光子数为cdtdA乘以

2、每个光子的能量得到dt时间内通过dA面元的波长在光子能量为单位时间内从单位面积辐射的波长在光子能量为单色辐出度（单色辐射本领）为一.光的波粒二象性1.光具有波粒二象性在有些情况下，光显示出波动性；2.基本关系式粒子性：能量，动量P波动性：波长，频率而在另一些情况下，则显示出粒子性。3.光子静止质量为零。2.2光电效应和光量子论二.光电效应的实验规律1．实验装置OOOOOOVGAKBOOm2.对光电效应的解释OOOOOOVGAKBOOm加正向电压，形成光电流无电压，仍有弱的光电流，须加反向电压才能遏止与电子作用，电子获得能量，此能量一部分用来

3、克服金属表面的束缚电子向阳极运动，才可能使光电流为零.光子能量为此光子相应的若入射光的频率为作功，另一部分变成电子的动能于是有:称为爱因斯坦方程OOOOOOVGAKBOOm正向电压增大，光电流增大，最后达到饱和。单位体积内光子平均数为光电流正比于即：而光强为：得到：光电流正比于光强。OOOOOOVGAKBOOm加反向电压若称为红限频率令于是：光电流为零。·饱和光电流强度Im与入射光强成正比光电效应是瞬时发生的驰豫时间不超过10-9s讨论：1.能否产生光电效应只与光的频率有关.2.光电流强度与入射光强成正比.3.此效应说明了光的量子特性.讨论：1.

4、能否产生光电效应只与光的频率有关.2.光电流强度与入射光强成正比.3.此效应说明了光的量子特性.石墨体X射线谱仪X射线管θ晶体2.3康普顿散射1.康普顿研究X射线在石墨上的散射石墨的康普顿效应.................θ=0O(a)(b)(c)(d)o相对强度（A）0.7000.750λ波长石墨的康普顿效应...................................θ=0θ=45OO(a)(b)(c)(d)相对强度（A）0.7000.750λ波长石墨的康普顿效应..................................

5、.......................θ=0θ=45θ=90OOO(a)(b)(c)(d)相对强度（A）0.7000.750λ波长石墨的康普顿效应........................................................................................θ=0θ=45θ=90θ=135OOOO(a)(b)(c)(d)o相对强度（A）0.7000.750λ波长还出现一种波长λ大于λ0的新的射线。实验中发现：质的波长改变都相同。也随着增加；在同一散射角下，所有散射物λ0λ（2

6、）当散射角θ增加时，波长改变（1）原子量小的物质康普顿散射较强，原子量大的物质康普顿散射较弱；散射光中除了和入射光波长λ0相同的射线之外，还发现：2.实验解释eθX射线光子与“静止”的“自由电子”弹性碰撞碰撞过程中能量与动量守恒电子的Compton波长得到波长偏移e3、康普顿散射实验的物理意义说明光具有粒子性l反冲光子把部分能量传给电子，光子的能量散射X射线的频率，波长2.4玻尔的氢原子理论一、玻尔理论的基本假设1.定态假设——原子系统只存在一系列不连续的能量状态，其电子只能在一些特殊的圆轨道中运动，在这些轨道中运动时不辐射电磁波。这些状态

7、称为定态，相应的能量取不连续的量值E1、E2、E3、...。2.频率假设——原子从一个定态跃迁到另一定态时，将辐射电磁波，电磁波的频率:3.角动量量子化假设——电子作圆轨道运动时，角动量只能取分立值：由牛顿定律:(1)二、氢原子轨道半径和能量的计算由角动量量子化假设:(2)从上两式中消去v，得到第n个轨道的半径：nrnhme=2022()ep因为n只能取正整数，所以电子的轨道是不连续的，称为轨道量子化。以n=1代入上式得到氢原子最小轨道半径)称为玻尔半径)r1nrnhme=2022()ep氢原子系统的能量等于这一带电系统的静电势能和电子的动能之和

8、：nnEer-208pe=ε4πＥnm21reonn22=v（４）根据nrnhme=2022()ep得到：称为主量子数称为基态能量三、玻