物理與光電工程學工程學院-在線瀏覽
2025-03-22 12:42本頁面
【正文】 g e氫原子光譜 譜系 m n 區(qū)域 Lyman 1 2,3,4,.. .... 遠紫外 Balmer 2 3,4,5,.. .... 可見 Paschen 3 4,5,6,.. .... 紅外 Brackett 4 5,6,7,.. .... 遠紅外 Pfund 5 6,7,8,.. .... 超遠紅外 2211HR C n mmn???? ? ????? 物理與光電工程學工程學院 人們自然會提出如下三個問題： ? 1. 原子線狀光譜產生的機制是什么？ ? 2. 光譜線的頻率為什么有這樣簡單的規(guī)律？ ? 3. 光譜線公式中能用整數作參數來表示這一事實啟發(fā)我們 思考： 怎樣的發(fā)光機制才能認為原子的狀態(tài)可以用包含整數值的量來描寫 。首先， 經典物理學不能建立一個穩(wěn)定的原子模型。除此之外，還有一些其它實驗現(xiàn)象在經典理論看來是難以解釋的，這里不再累述。 從前，希臘人有一種思想認為： 自然之美要由整數來表示。 物理與光電工程學工程學院 NoImag e167。 ?1900年１２月１４日 Planck 提出： 如果空腔內的黑體輻射和腔壁原子處于平衡，那么輻射的能量分布與腔壁原子的能量分布就應有一種對應。 物理與光電工程學工程學院 NoImag e對 Planck 輻射定律 的討論： ?（ 1）當 v 很大（短波）時，因為 exp(hv /kT)1 ≈ exp(hv /kT)，于是 Planck 定律 化為 Wien 公式。 ?????? ? dkThChd ?????????? 1)/exp(1833????????? ? kTdCdhkTChd 2333 88?? 238d k T dC??? ? ? ???RayleighJeans 公式 物理與光電工程學工程學院 NoImag e（二）光量子的概念 和光電效應理論 ? （ 1） 光子概念 ? （ 2） 光電效應理論 ? （ 3） 光子的動量 物理與光電工程學工程學院 NoImag e(1) 光子概念 ? 第一個肯定光具有微粒性的是 Einstein，他認為，光不僅是電磁波，而且還是一個粒子。 物理與光電工程學工程學院 NoImag e（ 2） 光電效應理論 用光子的概念， Einstein 成功地解釋了光電效應的規(guī)律。其能量關系可寫為： AhV ?? ?? 221?從上式不難解釋光電效應的兩個典型特點： 物理與光電工程學工程學院 NoImag e光電效應的兩個典型特點的解釋 ? 1. 臨界頻率 v0 2. 光電子能量只決定于光子的頻率 由上式明顯看出，能打出電子的光子的最小能量是光電子 V = 0 時由該式所決定，即 hv A = 0， v0 = A / h ， 可見，當 v v0 時，電子不能脫出金屬表面，從而沒有光電子產生。這樣一來，經典理論不能解釋的光電效應得到了正確的說明。根據相對論知，速度為 V 運動的粒子的能量由 右式 給出： 對于光子，速度 V = C，欲使 上式 有意義，必須令 ?0 = 0,即光子靜質量為零。根據相對論能動量關系： 222202 )()()( pCpCCE ??? ??于是得到光子能量動量關系 /E pC p E C?? 物理與光電工程學工程學院 ???????????????nkhknnhnChnCEphE??????????????????????22其中總結光子能量、動量關系式如下： 把光子的波動性和粒子性聯(lián)系了起來 普朗克 愛因斯坦關系式 物理與光電工程學工程學院 NoImag e? 雖然 愛因斯坦 對光電效應的解釋是對 Planck量子概念的極大支持，但是 Planck不同意 愛因斯坦 的光子假設，這一點流露在 Planck推薦愛因斯坦為普魯士科學院院士的推薦信中。 （ 1） Compton 效應 1 散射光中，除了原來 X光的波長 λ 外，增加了一個新的波長為 λ39。 λ ； 2 波長增量 Δλ=λ ’ – λ 隨散射角增大而增大。 ?X射線被輕元素如白蠟、石墨中的電子散射后出現(xiàn)的效應。 但是如果把 X射線被電子散射的過程看成是光子與電子的碰撞過程，則該效應很容易得到理解 物理與光電工程學工程學院 NoImag e（ 2） 定性解釋
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