量子理論的起源ppt課件(編輯修改稿)
2025-06-03 03:39 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 hcmcp ????光具有波粒二象性 已知鋁的逸出功為 ，波長為 λ=200nm 的單色光投射到鋁的表面，求 ： (1)光電子的最大動能；(2)遏止電壓； (3)鋁的紅限頻率和紅限波長。 (1) 由愛因斯坦光電效應方程： 192m ??????? ???(2) 遏止電壓： 21e1U 2ma ???(3) 鋁的紅限頻率和紅限波長分別為： 140 ????nm2 9 700 ???????例題 3： （例題 244） λ 1=，遏止電壓 Ua1=，若改用 λ2= 的入射光時，Ua2=。求： (1)普朗克常量 h； (2)鈉的逸出功；(3)鈉的紅限波長。 (1) a2m eUAhmv21 ??? ?2a21a1eUAhc,eUAhc ???? ??由愛因斯坦方程： )11(c)UU(eh 34212a1a ??????? ???(2) 19a11a1 ???????????(3) nm542AhchA 00 ???? ??例題 4： （習題 248） 得： θ R D C S X射線管 光闌 石墨 實驗發(fā)現(xiàn)： 在透射 X射線中，除有與原射線波長（ λ0）相同的成分 外，還有波長較長（ λ）的成分，這種現(xiàn)象稱為 康普頓效應 （ 康普頓散射 ）。 167。 243 康 普 頓 效 應 實驗規(guī)律： (1) 當散射角 θ增大時： ? 波長差 Δλ =λ –λ 0 變大； ? 波長為 λ 的光相對光強增大，而原波長 λ 0 的光相對光強減小。 (2) 當散射角 θ一定時： ? 波長為 λ 的散射光的相對光強隨散射物質(zhì)的原子序數(shù)的增大而減小。 ? 波長差 Δλ =λ –λ 0 與散射物質(zhì)無關； ?? A5 6 2 6 0?按照經(jīng)典理論： 散射物質(zhì)中的電子在入射電磁波的作用下做受迫振動，振動頻率與入射 X射線頻率相同。所以，當這些電子輻射電磁波時，其頻率應該與受迫振動的頻率相同，即與入射 X射線的頻率相同。電子僅起到能量傳遞的作用，不應該出現(xiàn)波長大于入射 X射線波長的電磁波。 光子理論對康普頓效應的解釋： 固體（尤其是金屬）中有許多受原子核束縛很弱的自由電子，自由電子在常溫下的平均熱運動動能（ ~10–2eV）與 X光子能量（ λ0=， ε= hν = 105 eV ）相比可忽略，因此可看作靜止。 能量 動量 碰前 電子 0 光子 碰后 電子 光子 00 nch ??nch ??vm?20cm2cm0h??h光子 電子 電子 光子 n?0n??nch ??vm?00 nch ??由 能量守恒 ： 光子 電子 電子 光子 n?0n??nch ??vm?00 nch ??能量 動量 碰前 電子 0 光子 碰后 電子 光子 00 nch ??nch ??vm?20cm2cm0h??h2200 mchcmh ??? ??得： )1(cm)(hmc 2002 ????? ??由 動量守恒 ： vmnchnch 00 ??? ?? ??得： )2(nhnhcvm00 ????? ?? ??(1)式平方： )1(cm)(hmc 2022 ????? ?? )2(nhnhcvm 00 ????? ?? ??)3(cm)(chm2hh2hcm 420220220220242 ???????? ??????(2)式平方： )4(hc o sh2hcvm 2202202222 ??????? ???(3) – (4) 得： )(chm2)c o s1(h2cm)cv1(cm 020224202242 ????? ??????即： )c o s1(h)(cm0020 ????? ???又： 0000 ccc ???????? ?????得： )co s1(cm h00 ????? ????式中： )co s1()co s1(cm h c00 ??????? ??????稱為 電子的康普頓波長 。（與 X 射線波長相當） 2 4 2 6 h 120c?? ?????結(jié)論： 波長偏移量與散射物質(zhì)及入射 X射線波長 λ0 均無關，而只與散射角 θ有關。 稱為 康普頓散射公式 。 )co s1(cm h00 ????? ????光子理論解釋： ★ 光子與自由電子碰撞時頻率降低，波長變長。 光子 電子 電子 光子 n?0n??nch ??vm?00 nch ??★ 與整個原子碰撞 波長仍為 λ0。 ★ 原子序數(shù)增大 → 內(nèi)層電子數(shù)增加 → 光子與整個原子碰撞的機會增大 → λ0的相對光強增加。 討論： (1) 康普頓散射理論與實驗結(jié)果完全相符，說明在光子與微觀粒子的相互作用過程中也嚴格遵守能量守恒定律和動量守恒定律。 (2) 康普頓散射效應僅當入射光的波長與康普頓波長相近時才顯著。 如： 500 10,nm400????????????? 時%10,nm0 0 4 ,
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