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二十世紀(jì)近代物理的兩個基石(留存版)

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【正文】 2202222cvvmhhhcvvmhhh???????????????????????????????????????????????即得:? ?? ?? ?51122220202cvcmhcmhc??????????????得:由? ? ? ?? ????????????c o s2221452220220222220222220????????????????????????????????????????????????hhhhhcmcmhhhcmcvvcm得:化簡得 ? ???????? ??????chmh022c os12所以 ? ?2s i n2c o s1200?????cmhcmh???????康普頓波長 ? ? ? ?mnmcmhc12831340 0 2 4 2 6 ?????????????由康普頓散射公式 ???????????2s i n2 2????? c得波長改變量的數(shù)量級為 ? ?? ?m???? c o 12 ??????? ?解釋: ???????????2s i n2 2 ????? c最大,與實驗相符。 0?電效應(yīng)時,光強再大也不能光電效應(yīng)時,任何光強均產(chǎn)生光當(dāng)入射頻率00??????? ?,且與材料有關(guān)。 211 熱輻射 黑體輻射 一 . 基本概念 第 21章 量子光學(xué)基礎(chǔ) 1. 輻射能量按波長的分布 — 單色輻出度 M? 單位時間內(nèi)從物體單位表面發(fā)出的 波長在 ?附近單位波長間隔內(nèi) 的電磁波的能量。 ? ?s910 ?二、愛因斯坦光子理論 (一)光子假設(shè)( 1905年) 光在空間傳播時,光能不是均勻地分布于波前,而是聚集成一顆一顆能量量子,當(dāng)光照射到陰極表面時,所發(fā)射的一個電子是從一個單一能量量子獲得能量。 (二)證明光子動量、能量表達式的正確性。 1 030 060 090 0120 0150 018010210310410510610710α粒子散射相對數(shù) 散射角( θ) 原子核 電子 與實驗相符 ( 4)氫原子經(jīng)典核模型的困難 v?e?e?reF?r?mrmrmmaHeH101410101837?????+ 核 電子 e? 電子被原子核捕獲,光譜為連續(xù)光譜。 12 EEh ???(3)受激發(fā)射 特點: 受激輻射產(chǎn)生的光子與外來光子具有相同的特征:它們的頻率、相位、振動方向均相同。 ( 2)方向性好: 方向: 不沿諧振腔軸線的光,將從腔內(nèi)逸出。起發(fā)光作用的是鉻離子。 (四)能級圖 ??????123456巴耳末系 帕邢系 布喇開系 普芳德系 賴曼系 (五)上述理論的局限性 ( 1) 僅限于材料氫和類氫原子 ( 2) 不能求出光譜線的強度 經(jīng)典力學(xué)應(yīng)用于微觀粒子? 一、原子在能級上的分布 167。 1903年湯姆遜提出: 正電部分和原子質(zhì)量均勻分布在半徑為 的球體內(nèi),彈性、凍膠狀的負(fù)電荷嵌在(浸于)此球內(nèi),電子在平衡位置作槳諧振動而發(fā)射同頻率的電磁波。 (一)康普頓散射 (二)康普頓散射實驗 石墨體 ?光源 X射線譜儀 散射光 晶 體 改變 X 射線譜儀的方位,可以測得不同角度散射的 X 射線波長和強度。 OI1I2IV?V入射光強較強 入射光強較弱 飽和電流 反向截止電壓 ( 2)對于每一種金屬陰極,都存一個臨界頻率 ,此頻率也稱為光電效應(yīng)的紅限。 ??? ddEM ???? ddETM ?)(2. 總輻出度 M( T) ???0)()( ?? dTMTM3. 單色吸收比 a( T) 被物體吸收的能量與入射總能量之比。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)。 (三)在光子與電子的相互作用過程中,動量和能量依然守恒。 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,通過光譜儀觀察發(fā)現(xiàn):氫原子光譜為線狀光譜。 相干光 (激光) 二、光放大 三、粒子數(shù)的正常分布和反轉(zhuǎn)分布 2E1E 粒子數(shù)正常分布: 受激吸收占優(yōu)勢,發(fā)生其他兩種過程的幾率很小。 ( 3)單色性好 選頻作用: 以反射鏡為節(jié)點形成駐波,由駐波條件,加強光必須滿足: 所以諧振腔起了選頻作用,激光頻寬越窄,單色性越好。 E 3 E 1 2 E N 2 1 N 3 N E 0 N N E E 3 E 1 2 E N 2 1 N 3 N 0 三能級系統(tǒng): 12 ΝΝ ??亞穩(wěn)態(tài)能級
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