二十世紀(jì)近代物理的兩個(gè)基石-wenkub
2023-05-26 19:43:51 本頁(yè)面
【正文】 hcee ?? ?? 1所以有 ? ? kThcehcTM ??????5202，維恩定律 ? ?12 520???kThcehcTM???? ， 對(duì)于小的 λ，使公式與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相符得著名常數(shù)（體現(xiàn)微觀世界能量數(shù)量級(jí)）： ? ?—普朗克常數(shù)—sJh ??? ? 三、普朗克假設(shè) （ 1）經(jīng)典理論的基本觀點(diǎn)： （ a） 電磁波輻射來(lái)源于帶電粒子的振動(dòng)，電磁波頻率與帶電粒子振動(dòng)頻率相同； （ b） 振子（帶電粒子）輻射電磁波含各種波長(zhǎng)，是連續(xù)的，輻射能量也是連續(xù)的； （ c） 溫度升高，振子振動(dòng)加強(qiáng)，輻射能量加大。 0?電效應(yīng)時(shí)，光強(qiáng)再大也不能光電效應(yīng)時(shí)，任何光強(qiáng)均產(chǎn)生光當(dāng)入射頻率00??????? ?，且與材料有關(guān)。這種 能量量子 被稱為光子 ，它的能量與電磁波的頻率 ν有關(guān)，大小為 普朗克常數(shù)—hh ?? ? 電磁波在輻射、傳播和吸收過程中，能量是量子化的，光子是電磁波的存在形式，是物質(zhì)。 （ 4） 即使光強(qiáng)很弱，只要 hν促使電子發(fā)射，就產(chǎn)生光電效應(yīng)，與光強(qiáng)無(wú)關(guān)。 VU a /例題４．真空中一孤立的不帶電的金屬球，半徑為Ｒ．該金屬材料的紅限波長(zhǎng) ?0 若以波長(zhǎng) 的光照射該金屬球，問此金屬球至多能發(fā)射多少個(gè)光電子． 解：原不帶電的金屬球在該波長(zhǎng)的光照射下，每發(fā)射一個(gè)光電子，就帶一 +e 電量，在靜電平衡時(shí)，在球表面便形成一電勢(shì)為 阻 擋電勢(shì)層；設(shè)金屬球巳發(fā)射Ｎ個(gè)光電子，其阻擋電勢(shì) 則逸出金屬球的光 電子之初動(dòng)能動(dòng)能必須克服阻擋電勢(shì)做功， 即 又 得 作業(yè)： , , 167。 （三）實(shí)驗(yàn)結(jié)果 （ 1）不同散射角的 X 射線波長(zhǎng)和強(qiáng)度 00??045??090??0135??0? ?相對(duì)強(qiáng)度 改變改變， I??（ 2）相同散射角下不同元素的散射情況 相對(duì)強(qiáng)度 ?0?Si14S18K10Ca20Cr24Fe28Ni28Cu20改變不變， I??經(jīng)典電磁理論對(duì)波長(zhǎng)變長(zhǎng)現(xiàn)象無(wú)法解釋 （四）光量子理論解釋 入射光子 反沖電子 散射光子 ???h ??hvm?吸收部分能量 能量減少，波長(zhǎng)變長(zhǎng) 入射光子 反沖電子 散射光子 ???h ??hvm?碰撞前： ?hc?h??hc??h20 cm 022201 cvcm?2201 cvvm?碰撞后： 由能量守恒： ? ?11 222020cvcmhccmhc???????由動(dòng)量守恒： ? ?? ?3s i n1s i n02c o s1c o s220220???????cvvmhcvvmhh????????垂直方向：水平方向：? ? ? ?? ?? ?? ?41c o s21s i nc o s21222022222202222cvvmhhhcvvmhhh???????????????????????????????????????????????即得：? ?? ?? ?51122220202cvcmhcmhc??????????????得：由? ? ? ?? ????????????c o s2221452220220222220222220????????????????????????????????????????????????hhhhhcmcmhhhcmcvvcm得：化簡(jiǎn)得 ? ???????? ??????chmh022c os12所以 ? ?2s i n2c o s1200?????cmhcmh???????康普頓波長(zhǎng) ? ? ? ?mnmcmhc12831340 0 2 4 2 6 ?????????????由康普頓散射公式 ???????????2s i n2 2????? c得波長(zhǎng)改變量的數(shù)量級(jí)為 ? ?? ?m???? c o 12 ??????? ?解釋： ???????????2s i n2 2 ????? c最大，與實(shí)驗(yàn)相符。 （三）在光子與電子的相互作用過程中，動(dòng)量和能量依然守恒?，F(xiàn)代物理學(xué)創(chuàng)始人之一。 一、經(jīng)典原子模型 （一）湯姆遜模型 1893年，英國(guó)物理學(xué)家 湯姆遜（ ）首先發(fā)現(xiàn)電子，并于 1897年在英國(guó)卡文迪許實(shí)驗(yàn)室測(cè)定了比荷（ e／ m），為此于 1906年獲諾貝爾物理獎(jiǎng)。 m1010 ?正電荷部分 負(fù)電荷 （二）盧瑟福（英國(guó)原子物理學(xué)家）模型 （ 1） α粒子散射實(shí)驗(yàn) 1901—— 1911年，蓋革和馬斯頓進(jìn)行了一系列 α粒子散射實(shí)驗(yàn)。 二、氫原子光譜 （一）原子特征光譜 從氫氣放電管中獲得氫原子光譜
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