黑体辐射光电效应课件.ppt

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1、第二章：原子的量子态：玻尔模型第一节背景知识第二节玻尔模型第三节光谱第四节夫兰克--赫兹实验第五节玻尔理论的推广AutomicPhysics原子物理学结束结束目录nextback第一节：背景知识第二章：原子的量子态：玻尔模型卢瑟福模型把原子看成由带正电的原子核和围绕核运动的一些电子组成，这个模型成功地解释了α粒子散射实验中粒子的大角度散射现象可是当我们准备进入原子内部作进一步的考察时，却发现已经建立的物理规律无法解释原子的稳定性，同一性和再生性。光谱黑体辐射光电效应结束目录nextback光谱玻尔（N.Bohr）基于卢瑟福原子模型，原子光谱的实验规律以及普朗克的量子化概念，于1913

2、年提出了新的原子模型并成功地建立了氢原子理论，解释了氢光谱的产生，玻尔理论还可以准确地推出巴尔末公式，并能算出里德伯常数的理论值。第一节：背景知识第二章：原子的量子态：玻尔模型不过当玻尔理论应用于复杂一些的原子时，就与实验事实产生了较大的出入。这说明玻尔理论还很粗略，直到1925年量子力学建立以后，人们才建立了较为完善的原子结构理论。黑体辐射光电效应结束目录nextback物体的宏观机械运动，准确地遵从牛顿力学规律；电磁现象被总结为麦克斯韦方程；热现象有完整的热力学及统计物理学；……；第一节：背景知识第二章：原子的量子态：玻尔模型十九世纪中期，物理学理论在当时看来已经发展到了相当完善

3、的阶段，那时，一般的物理现象都可以用相应的理论加以解释。物理学的上空可谓晴空万里，在这种情况下，有许多人认为物理学的基本规律已完全被揭示，剩下的工作只是把已有的规律应用到各种具体的问题上，进行一些计算而已。光谱黑体辐射光电效应结束目录nextback光电效应第一节：背景知识第二章：原子的量子态：玻尔模型到了十九世纪末期，物理学晴朗的天空出现了几朵令人不安的“乌云”，在物理学中出现了一系列令人费解的实验现象。物理学遇到了严重的困难，其中两朵最黑的云分别是：前者导致了相对论的诞生后，后者导致了量子论的诞生。麦克尔逊--莫雷实验和黑体辐射实验光谱黑体辐射结束目录nextback黑体辐射第一

4、节：背景知识第二章：原子的量子态：玻尔模型黑体辐射的经典解释1896年,维恩以经典物理为基础,认为能量的吸收和发射都是连续的,导出了一个公式:这个公式在短波部分与实验结果符合的很好,但是长波部分理论的值偏低.光谱光电效应结束目录nextback光电效应第一节：背景知识第二章：原子的量子态：玻尔模型1900年瑞利-琼斯仍在经典物理的基础上建立了另一个理论导出了另一个公式:它在长波部分和实验结果符合的较好,但在短波部分给出了太大的数值.就这样经典物理遭遇到难以克服的困难.为了正确而全面地说明实验结果,找到自然规律,必须寻求新的理论.光谱黑体辐射结束目录nextback光电效应第一节：背景

5、知识第二章：原子的量子态：玻尔模型黑体辐射量子解释1900年10月19日，德过物理学家普朗克（Planck）在一次物理学会议上公布了一个公式:上式中的h就是著名的普朗克常量，其曲线与实验值完全吻合，而这一公式是普朗克根据实验数据猜出来的。由此公式当v->0和v->∞时分别都可得到与瑞利--金斯和维恩公式相同的形式。光谱黑体辐射结束目录nextback光电效应第一节：背景知识第二章：原子的量子态：玻尔模型此公式虽然符合实验事实但其在公布时仍没有理论根据,就在普朗克公式公布当天，另一位物理学家鲁本斯将普朗克的结果与他的最新测量数据进行核对，发现两者以惊人的精确性相符合。第二天鲁本斯就把这

6、一喜讯告诉了普朗克,从而使普朗克决心：“不惜一切代价，找到一个理论解释。”光谱黑体辐射结束目录nextback光电效应第一节：背景知识第二章：原子的量子态：玻尔模型经过近二个月的努力，普朗克在同年12月14日的一次德国物理学会议上提出：电子辐射能量的假设:这一概念严重偏离了经典物理；因此，这一假设提出后的5年时间内，没有引起人的注意，并且在这以后的十多年时间里，普朗克很后悔当时的提法，在很多场合他还极力的掩饰这种不连续性是“假设量子论”。E=nhv（n=1,2,3,……)?光谱黑体辐射结束目录nextback第一节：背景知识第二章：原子的量子态：玻尔模型黑体辐射光电效应光谱早在188

7、7年,德国物理学家赫兹第一个观察到用紫光照射的尖端放电特别容易发生，这实际上是光电效应导致的.由于当时还没有电子的概念,所以对其机制不是很清楚.结束目录nextback第一节：背景知识第二章：原子的量子态：玻尔模型直到1897年汤姆逊发现了电子.人们才注意到一定频率的光照射在金属表面上时,有大量电子从表面逸出，人们称之为光电效应。光电效应呈现出以下特点：光谱黑体辐射光电效应结束目录nextback第一节：背景知识第二章：原子的量子态：玻尔模型2．当ν>ν0