量子理論的起源ppt課件-wenkub.com
2025-05-04 03:39 本頁面
【正文】 1 2 3 4 ∞ n E/eV 0 – – – – 萊曼系 巴爾末系 帕邢系 氫原子能級與光譜系圖 連續(xù)區(qū) 布喇開系 …… 當氫原子由不同的高能級躍遷到同一低能級時，輻射的所有單色光形成同一譜線系。 電子因被激發(fā)而躍遷到較高能級 E2 , E3 , … 時，與這些能級相應的狀態(tài)稱為 激發(fā)態(tài) 。 r1 r2=4r1 r3=9r1 r4 =16r1 n=1 n=4 n=3 n=2 電子在第 n個軌道上的總能量為： 22204n022nn n1h8emr4emv21E??? ????或： 21nnEE ?稱為 氫原子的能級公式 。 即： 頻率條件由普朗克假設引申而來，解釋了原子線狀光譜的由來。 此假設是經(jīng)驗性的，解決了原子的穩(wěn)定性問題。 ① 由經(jīng)典電磁理論：原子光譜應該是連續(xù)光譜。 原子核質(zhì)量 =1837電子質(zhì)量；原子核的半徑 10–14m ~ 10–15m ，而原子的半徑 ~ 10–10m。 2H2HnR,jR原子的核式模型： 要正確解釋原子光譜的規(guī)律性，必須從原子的結構入手。由此式計算出的 λ α， λ β， …… ， λ ∞與實驗結果相當吻合。 氣體的光譜大多是由離散的線狀譜線組成的。方向觀察，求 : (1) 散射 X射線的波長 λ =? ；(2) 反沖電子的動能 Ek=?、動量 pe=? 得： (2) 反沖電子的動能： )11(hchhE00k ???? ????光子 電子 電子 光子 ?nh??ep?00nh??y x 415 ???? ?反沖電子的動量： ????hs i np,hco spe0e ??hp 232200e????? ?????39。 在康普頓散射實驗中，入射光子波長 λ 0=，反沖電子速度為光速的 60%，求散射光子波長及散射角。 ★ 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。（與 X 射線波長相當） 2 4 2 6 h 120c?? ?????結論： 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。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。 167。 光子質(zhì)量： 光子動量： ???chchcm 22 ?????? hchcmcp ????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。 設 A為逸出功，則逸出電子的最大動能為： 稱為 愛因斯坦光電效應方程 。當 0?? ?ν 0 稱為 紅限頻率 (4) 光電子逸出的馳豫時間 10 –9 s 。 (2) 反向遏止電壓 Ua 與入射光強無關； I IS1 IS2 Ua o U 減速勢 加速勢 光較強 光較弱 經(jīng)典波動理論：光電子的動能隨入射光強的增大而增大，不應存在遏止電壓。 常溫下，金屬內(nèi)自由電子的動能 ~10–2eV。 (1)按經(jīng)典理論求該彈簧振子的總能量及振動頻率； (2)由量子理論求此振子的能量間隔（能量子能量）；(3)與該振子能量相應的量子數(shù)是多少？ (1) J105kA21E 82 ???? 12 ??? ????(2) 能量間隔： 330 ???? ??250 ??? ?(3) 量子數(shù)： 宏觀諧振子的能量可以認為是連續(xù)變化的。 )T,(E ??0 實驗曲線 瑞利 —金斯公式 維恩公式 普朗克量子假設 ： （ 1900年） 普朗克認為：組成黑體空腔壁的電子的運動可看作線性諧振子，他們通過輻射和吸收電磁波而與外界交換能量。–1 1 2 3 4 (1) 維恩位移定律 ： （ 1896年） 在任何溫度下，黑體輻射本領的峰值波長 λm與熱力學溫度 T成正比： ,bT 3m ???? ??(2) 斯特藩 —玻耳茲曼定律 ：（ 1879年） 黑體的總輻射本領與熱力學溫度 T 的四次方成正比： 4T)T(E ??式中： 428 ??? ??稱為 斯特藩 —玻耳茲曼常量 。② 溫度升高時，輻射本領極大值的波長向短波方向移動。 小孔黑體的輻射規(guī)律與腔體材料和腔內(nèi)壁的性質(zhì)無關 。在沒有其他形式能量交換的前提下， 某物體吸收的輻射能一定等于其所發(fā)射的輻射能 。 基爾霍夫定律： 在一定溫度下，對一定的波長，任何物體的單色輻射本領與單色吸收本領的比值為一恒量。 20 mWd)T,(E)T(E 單位：?? ?? ??)T,(E ??0 ?d?? d)T,(E ?物體輻射電磁波的同時也吸收照射在它上面的電磁波，輻射本領大的物體表面，其吸收本領也大。 如：表面越黑、越粗糙的物體輻射越強。 241 黑體輻射和普朗克量子假設 輻射本領和吸收本領： 任何物體在任何溫度下都向外輻射電磁波。 ① 輻射能量的多少和輻射能按波長的分布與溫度有關； 溫度 低 高 輻射總能量 少 多 輻射的波長
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