大学物理波粒二象性复习

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1、波粒二象性复习一黑体辐射1、热辐射在任何温度下，物体都向外发射各种频率的电磁波。只是在不同的温度下所发出的各种电磁波的能量按频率有不同的分布，所以才表现为不同的颜色。这种能量按频率的分布随温度而不同的电磁辐射叫做热辐射。任何物体在任何温度下都有热辐射，波长自远红外区连续延伸到紫外区（连续谱）。低温物体也有热辐射，但辐射较弱，并且主要成分是波长较长的红外线。2、平衡热辐射：加热一物体，若物体所吸收的能量等于在同一时间内辐射的能量，则物体的温度恒定。这种温度不变的热辐射称为平衡热辐射。3、光谱辐出度

2、（单色辐出度）4、黑体：能完全吸收射到它上面的电磁波的表面叫绝对黑体，简称黑体。因而黑体辐射的电磁波的强度最大，这样研究黑体辐射的规律就具有重要的理论意义。5、黑体辐射定律（1）维恩位移定律：，(b=2.898*10(-3))（2）斯特藩—玻耳兹曼定律：（3）维恩公式：（4）瑞利(Rayleigh)—金斯(Jeans)公式：6普朗克黑体辐射公式：7普朗克能量子假设，二光电效应1红限频率的存在实验发现，只有当入射光的频率大于某一值时，才能从金属表面释放电子。当入射光的频率时，无论光强多强、照射时间

3、多长、加的正向电压多大，都不会有光电流产生，即不能发生光电效应。而的光都能产生光电效应。这一频率称为红限频率，相应的光波长称为红限波长。实验表明，不同金属的红限频率不同。2光电流与正向电压的关系当用大于红限频率的某固定频率的光照射某金属时，实验表明，光强一定时，光电流随加速电压的增加而增加；当加速电压增加到一定值时，光电流不再增加，而是达到一饱和值。饱和现象说明，此时，单位时间内从阴极K逸出的光电子已经全部阳极A接收。3饱和电流与入射光强的关系当用大于红限频率的某固定频率的光照射某金属时，实验表

4、明，饱和电流与光强成正比。这说明，单位时间内阴极K逸出的光电子数与入射光强正正比。4截止电压用大于红限频率的某固定频率的光照射某金属时，实验表明，当加速电压减小到零，并反向（减速电压）增加时，电流并不为零。仅当反向电压等于某值时，电流为零；再增加反向电压，电流一直为零。这一电压值称为截止电压。5截止电压与入射光频率的关系用大于红限频率的某固定频率的光照射某金属时，实验表明，截止电压与入射光频率成线性关系。而且，对于不同的金属材料，其直线平行。，，6光电效应与光照时间的关系实验表明，光电子的逸出，

5、几乎是在光照射到金属表面的那一刻发生的，其延时在以下。即使用极弱的光，只要光频率大于红限频率，光电效应的发生几乎与光照时间无关。三爱因斯坦的光子理论频率为的光的一个光子的能量为，，其中为普朗克常量。爱因斯坦认为，光量子具有“整体性”：光的发射、传播、吸收都是量子化的。爱因斯坦还认为，一束光就是以速率c运动的一束光子流。光强为四光子理论对光电效应的解释光电效应方程：（A为逸出功）红限频率：截止电压：五光的波粒二象性一个光子的能量为，相对论质量：光子的动量：六康普顿散射X射线通过物质时，向各方向散射

6、，在散射的X射线中，除了有波长与原射线相同的成分外，还有波长较长的成分。这种有波长改变的散射称为康普顿散射(或称康普顿效应)。式中，称为电子的康普顿波长，其实验值为。康普顿能量守恒定律和动量守恒定律：六氢原子光谱里德伯普遍方程：，，赖曼系（，紫外区）：，巴耳末系（，可见光）：，帕邢系（，红外区）：，七玻尔的量子论1玻尔量子理论（1）定态假设原子系统中，电子只能处在一些不连续的稳定状态，其电子只能在一定的轨道上绕原子核作圆周运动，但不辐射能量。这时，原子系统处于一定的稳定状态，称为定态。原子的一个

7、稳定状态，对应于一定的原子能量，这些能量值之间是不连续的（2）轨道量子化假设原子系统中的电子绕原子核圆周运动的角动量必须是的整数倍，（3）量子跃迁假设原子能量的任何变化，包括发射或吸收电磁辐射，都只能在两个定态之间以跃迁方式进行。原子系统中在某一轨道上运动的电子，由于某种原因从一个轨道跃迁到另一个轨道上时，原子就从一个稳定状态跃迁到另一个稳定状态。同时，原子吸收或辐射一个能量为的光子。，2玻尔氢原子量子化理论（1）氢原子中电子的轨道半径电子的轨道半径为，，（2）氢原子能量量子化，式中，称为基态能

8、量。（3）氢原子光谱电子从较高能级跃迁到某一低能级时，发射光子的频率为，八实物粒子的波粒二象性一个粒子的能量和动量跟与它相联系的波的频率和波长的定量关系电子衍射，在非相对论下，电子的波长为，九量子物理基本原理1概率波物质波描述了粒子在各处被发现的概率。2波函数为了定量地描述微观粒子的状态，量子力学中引入了波函数，并用表示。3波函数的统计解释玻恩假定：就是粒子的概率密度，即在时刻，在点附近单位体积内发现粒子的概率。波函数因此称为概率幅。在t时刻，在附近dV内发现粒子的概率为：在空间W发现粒子的概率