量子物理ppt課件(2)-wenkub.com
2025-05-04 03:38 本頁(yè)面
【正文】 . 問(wèn) : (1) 散射波長(zhǎng)的改變量 ??為多少 ? (2) 反沖電子得到多少動(dòng)能 ? (3) 在碰撞中 ,光子的能量損失了多少 ? 解 : (1) )c o s1(Δ0?? ?? cm h?=90186。. 問(wèn) : (1) 散射波長(zhǎng)的改變量 ??為多少 ? (2) 反沖電子得到多少動(dòng)能 ? (3) 在碰撞中 ,光子的能量損失了多少 ? 解 : (1) )c o s1(Δ0?? ?? cm h?=90186。光子能量大大超過(guò) 電子所受束縛的 能量時(shí) ,主要出現(xiàn)康普頓效應(yīng) . 康普頓效應(yīng)的解釋 X射線光子與 “ 靜止 ”的 “ 近自由電子 ” 彈性碰撞 ,光子把部分能量傳給電子 h?0 ?h?(散射光 ) , ? ?0 , 則 散射光的波長(zhǎng) ??0 在同一散射角下 , ??與散射物質(zhì)無(wú)關(guān) 。 ??與入射波長(zhǎng) ?無(wú)關(guān) ,對(duì)長(zhǎng)波 ,無(wú) ??。 ?=0, ??=0 , ?=?0 為原波長(zhǎng) . ?=90186。 (3)若光子的能量為,其波長(zhǎng)為多少 ? 解 (1)光子能量 : ??hchE ??9834104 5 0???????= 1019J= (2)已知鈉的逸出功為 W= 光電子的初動(dòng)能為 Ek = = 光電效應(yīng) 37 (3)波長(zhǎng) : Ehc??719834???????????=518nm 例 2 設(shè)有一半徑為 103m的薄圓片 ,它距光源 . 此光源的功率為 1W,發(fā)射波長(zhǎng)為589nm的單色光 . 假定光源向各個(gè)方向發(fā)射的能量相同 , 光子的動(dòng)量 : cEhp ??? 819103??? ?= 1027kg當(dāng)光與物質(zhì)相互作用時(shí) ,粒子性 (E, p)表現(xiàn)比較顯著 . 光電效應(yīng) 36 光子的動(dòng)量 : cEhp ??? 819103??? ?= 1027kg ? 測(cè)其電流 , ? 測(cè)電壓 3. 實(shí)驗(yàn)規(guī)律 (1)只有當(dāng)入射光頻率 v大于一 定的頻率 v0時(shí) ,才會(huì)產(chǎn)生光電流 . ?0叫截止頻率 (也稱紅限 ). (2)遏止電勢(shì)差 Uc ——使光電 流為零時(shí)的反向電壓 . 遏止電勢(shì)差 (eUc = Ekmax)與入射光頻率成線性關(guān)系 光電效應(yīng) 27 A為陽(yáng)極 , K為陰極 . 光照射在 K上 ,電子從 K逸出 ,在電壓 UAK作用下 ,形成光電流 . ? 測(cè)其電流 , ? 測(cè)電壓 3. 實(shí)驗(yàn)規(guī)律 (1)只有當(dāng)入射光頻率 v大于一 定的頻率 v0時(shí) ,才會(huì)產(chǎn)生光電流 . ?0叫截止頻率 (也稱紅限 ). (2)遏止電勢(shì)差 Uc ——使光電 流為零時(shí)的反向電壓 . 遏止電勢(shì)差 (eUc = Ekmax)與入射光頻率成線性關(guān)系 Uc= K? U0 與入射光強(qiáng)無(wú)關(guān) . ? ?0ma x UKeeUE ck ??? ?(3)瞬時(shí)性 : 只要頻率大于截止頻率 ,光電效應(yīng)產(chǎn)生的時(shí)間不超過(guò) 109s. ?(1014Hz) Uc(V) Na Ca Cs ?0 光電效應(yīng) 28 (4) 飽和光電流強(qiáng)度與入射光強(qiáng)度的關(guān)系 Uc= K? U0 與入射光強(qiáng)無(wú)關(guān) . ? ?0ma x UKeeUE ck ??? ?(3)瞬時(shí)性 : 只要頻率大于截止頻率 ,光電效應(yīng)產(chǎn)生的時(shí)間不超過(guò) 109s. ?(1014Hz) Uc(V) Na Ca Cs ?0 在 ?相同的條件下 ,飽和光電流強(qiáng)度 iS與入射光強(qiáng)成 正比 . Uc i U O 光強(qiáng)較弱 iS1 iS2 光強(qiáng)較強(qiáng) 光電效應(yīng) 29 二 .經(jīng)典物理學(xué)所遇到的困難 經(jīng)典電磁理論認(rèn)為 :光波的強(qiáng)度與頻率無(wú)關(guān) ,電子吸收的能 量也與頻率無(wú)關(guān) ,更不存在截止頻率！ 光波的能量分布在波面上 , 陰 極電子積累能量克服逸 出功需要一段時(shí)間 ,光電效 就不可能曖時(shí)發(fā)生 ! (4) 飽和光電流強(qiáng)度與入射光強(qiáng)度的關(guān)系 在 ?相同的條件下 ,飽和光電流強(qiáng)度 iS與入射光強(qiáng)成 正比 . Uc i U O 光強(qiáng)較弱 iS1 iS2 光強(qiáng)較強(qiáng) 光電效應(yīng) 30 , 只涉及光的發(fā)射或吸收 ,未涉及輻射在空間的傳播 . (1905) 三 .愛(ài)因斯坦的光量子論 即腔壁振子量子化 ,腔內(nèi)仍是電磁波 . 愛(ài)因斯坦認(rèn)為 ,光在空間傳播時(shí)也是量子化的 . 電磁輻射由以光速 c運(yùn)動(dòng)的局限于空間某一小范圍的光量子（光子 ,每一個(gè) 光子的能量為 ）組成 . ?? h?二 .經(jīng)典物理學(xué)所遇到的困難 經(jīng)典電磁理論認(rèn)為 :光波的強(qiáng)度與頻率無(wú)關(guān) ,電子吸收的能 量也與頻率無(wú)關(guān) ,更不存在截止頻率！ 光波的能量分布在波面上 , 陰 極電子積累能量克服逸 出功需要一段時(shí)間 ,光電效 就不可能曖時(shí)發(fā)生 ! 光電效應(yīng) 31 Wmvh ?? 221?3. 對(duì)光電效應(yīng)的解釋 此式為光電效應(yīng)方程 入射光子能量 光電子初動(dòng)能 金屬逸出功 ?入射光強(qiáng)增大 ?光子數(shù)增多?光電子增多 ?光電流大 光量子具有 “ 整體性 ” —粒子性 . , 只涉及光的發(fā)射或吸收 ,未涉及輻射在空間的傳播 . (1905) 三 .愛(ài)因斯坦的光量子論 即腔壁振子量子化 ,腔內(nèi)仍是電磁波 . 愛(ài)因斯坦認(rèn)為 ,光在空間傳播時(shí)也是量子化的 . 電磁輻射由以光速 c運(yùn)動(dòng)的局限于空間某一小范圍的光量子（光子 ,每一個(gè) 光子的能量為 ）組成 . ?? h?光電效應(yīng) 32 ?電子初動(dòng)能正比于頻率 . ? ?0221 UKeeUmv c ??? ?0eUeK ?? ?Wmvh ?? 221?3. 對(duì)光電效應(yīng)的解釋 此式為光電效應(yīng)方程 入射光子能量 光電子初動(dòng)能 金屬逸出功 ?入射光強(qiáng)增大 ?光子數(shù)增多?光電子增多 ?光電流大 光量子具有 “ 整體性 ” —粒子性 . 比較得 :
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