【正文】 量為 1 103eV,求光子的波長和頻率 2 設(shè)一電子被電勢差 U所加速，最后打在靶上，若電子的動能轉(zhuǎn)化為一個光子，求當(dāng)光子相應(yīng)的波長分別為 500nm、 ，以及 ，加速電子所需的電勢差是多少？ 。 ? 光的波動性用波長和頻率來描述 ? 光的粒子性用質(zhì)量和動量來描述 54 A 愛因斯坦的光 ? 1909年，愛因斯坦首次提出光的波粒二象性 ? 對于統(tǒng)計平均現(xiàn)象光表現(xiàn)為波動，而對于能量漲落現(xiàn)象光 卻表現(xiàn)為粒子 我也似粒子 !我只可以到達(dá)屏幕上的一個位置 我似波 !我可以同時通過兩條縫 雙縫 屏 p=h/λ 55 B 電子的雙縫干涉圖樣 雙縫的存在使得電子以某種未知的方式發(fā)生相互作用 粒子性 波動性 概率 波 56 C 宏觀世界是否存在波粒二象性？ h= m= ? 如果 h再大些，網(wǎng)球的行為也會和電子一樣。 ? 光子把部分能量傳給了電子，光子能量減小 ,頻率變小 ,因而波長變長。這時產(chǎn)生的電子稱為光電子 (photoelectron)。 ? 有少數(shù)原子會具有非常大的能量，也有少數(shù)原子會幾乎沒有能量，而大多數(shù)的原子具有中等大小的能量。 33 (3) 黑體輻射的規(guī)律 ，頻率峰值 (能量 )向高頻方向移動 B. 輻射出度與溫度成正比 維恩位移定律：熱力學(xué)理論找到 T與 λ之間的關(guān)系： bTm ??解釋：當(dāng)黑體的熱力學(xué)溫度升 高時，與單色輻射出度對應(yīng)的 波長向短波方向移動 斯特藩 玻耳茲曼定律： 4)( TTM ??34 (3) 黑體輻射的規(guī)律 －金斯線，高頻處輻射能量越高 紫外災(zāi)難 ????? k T dcdTM 222)( ??在經(jīng)典理論，能量均分定律 基礎(chǔ)上建立 ?在低頻部分，與實(shí)驗(yàn)符合得 很好 ?高頻 (短波 )處，出現(xiàn)巨大的 分歧 35 Blackbody radiation is the electromagic radiation emitted by a black body. It extends over the whole range of wavelengths and the distribution of energy over this range has a characteristic form with a maximum at a certain wavelength. The position of the maximum depends on temperature, moving to shorter wavelengths with increasing temperature. Blackbody radiation 36 ? 普朗克假設(shè) ： ? 光并不是總是一種平滑、連續(xù)的波動，而是可以分割成“量子”的許多小塊。 24 經(jīng)典力學(xué)和量子力學(xué)的比較 經(jīng)典力學(xué) 量子力學(xué) 研究對象 宏觀 微觀 運(yùn)動方程 Newton、 Maxwell Schr246。 實(shí)質(zhì)：光的波粒二象性 1913年玻爾在盧瑟夫原子有核模型基礎(chǔ)上運(yùn)用量子化概念對氫原子光譜作出了圓滿解釋，量子力學(xué)取得初步勝利 14 B 量子力學(xué)的建立 1923年 德布羅意提出物質(zhì)波的思想 1925年 玻恩－海森堡創(chuàng)立矩陣量子力學(xué)， 1926年 薛定諤建立波動力學(xué) 量子探險的兩條道路： 1900年 Planck 1905年 Einstein 1923年 de Broglie 1913年 Bohr 1923年 Bohr 1925年 Heisenberg 1926年 Schr246。 粒子多，相距近，不能用經(jīng)典 Newton力學(xué)來描述。 費(fèi)曼 6 ? 集成電路的組成結(jié)構(gòu) 許多薄的導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體層相互交疊形成的多層 薄膜結(jié)構(gòu) (Sandwiched Layers) 每一個半導(dǎo)體層由幾個乃數(shù)幾百萬個基體原子層組成 量子力學(xué) Why to study it? ? 量子概率和波動力學(xué)處理微小距離的不確定性 固態(tài)物質(zhì)中包含著大量電子、離子和中性原子，每立方厘米 中大約有 1023個。 1905年愛因斯坦為了解釋光電效應(yīng)與經(jīng)典理論的矛盾，提出了光量子（ light quantum）后人稱之為光子 (Photon)，為量子理論的發(fā)展打開了局面。 ? 電視機(jī)顯像管中的電子，其能量比氫原子中的電子大 數(shù)千倍，所以設(shè)計顯像管時用經(jīng)典力學(xué)計算即可。 ? 將該空腔浸在溫度 T的恒溫槽中，使空腔壁產(chǎn)生輻射，腔內(nèi)充滿輻射能量，達(dá)到平衡熱輻射時便從孔輻射出電磁波，這就實(shí)現(xiàn)了黑體輻射。s 稱為普朗克常數(shù) sJh ???? ? 34100 5 ??約化普 朗克常數(shù) 38 普朗克對黑體輻射的解釋 ? 在任何一個物體內(nèi)部，能量分布并不是均勻的。 34 ??? ?h ? 0 41 2 光電效應(yīng) Photoelectric effect ? 光電效應(yīng) :光照射某些金屬時能從表面釋放出電子的效應(yīng)。50 Compton Scattering ? X 射線光子與“ 靜止”的“自由電子 ”發(fā)生碰撞 ? X射線的光子與靜止的自由電子之間是 彈性碰撞 ，并假設(shè)在碰撞過程中 能量守恒 ,動量守恒 。 ③ 經(jīng)典粒子滿足疊加原理，可以得到干涉和衍射