量子光學基礎(chǔ)ppt課件-閱讀頁
2025-01-19 21:02本頁面
【正文】 ，光電子幾乎立刻就發(fā)射出來。當光子射向金屬表面時，入射光子與金屬中的電子碰撞，電子吸收一個光子的能量 hν ， 一部分用來克服金屬對它的束縛，即消耗在逸出功 W上，另一部分轉(zhuǎn)化為電子離開金屬表面后的初動能。 第 23章 量 子 光 學 基 礎(chǔ) 金屬 逸出功 W （電子伏特） 極限波長 ?max （微米） 鉀 K 鈉 Na 鋰 Li 鈣 Ca 鎂 Mg 鉻 Cr 鎢 W 銅 Cu 銀 Ag 金 Au 若干金屬的逸出功 W、和 ?max 第 23章 量 子 光 學 基 礎(chǔ) 愛因斯坦光子理論 ① 一束光就是一粒一粒以光速 C運動的粒子流 ， 這種光粒子稱為 光量子 ， 簡稱為 光子 ； ② 單個光子攜帶的能量為 ε=hν； ③ 光強為 I 的光束 ， I=Nh?， N為光子數(shù) 第 23章 量 子 光 學 基 礎(chǔ) 利用光電效應(yīng)中光電流與入射光強成正比的特性，可以制造光電轉(zhuǎn)換器，實現(xiàn)光信號與電信號之間的相互轉(zhuǎn)換。 第 23章 量 子 光 學 基 礎(chǔ) 【 例題 】 已知一單色光照射在鈉表面上，測得光電子的最大動能是 eV，而鈉的紅限波長是 540 nm，那么入射光的波長是 ＿ ＿ ＿ ＿ ＿ nm。 nmhchcE km 3555400?? ????? ???? ????? ?eVnmmJhc????????????? ???124010 919834834第 23章 量 子 光 學 基 礎(chǔ) 本章主要講解五個方面問題： 1）黑體輻射的實驗規(guī)律 2）普朗克能量子假設(shè) 3）光電效應(yīng)與愛因斯坦光子理論 4）康普頓效應(yīng) 5）光的波粒二象性 第 23章 量 子 光 學 基 礎(chǔ) 當光束通過光學性質(zhì)不均勻的介質(zhì)（如：霧、含有懸浮微粒的液體等）時，會發(fā)生部分光線偏離原來傳播方向的現(xiàn)象，從而從側(cè)面可以看到光的現(xiàn)象，稱為 光的散射 。 例如： “ 紅日、朝陽、夕陽 ” （短波部分被大氣層散射，呈紅色）； “ 紅外線更適合于遠距離攝影和遙感技術(shù) ” ； “ 藍色的天空 ” （短波部分被散射到人眼，呈藍色）； 第 23章 量 子 光 學 基 礎(chǔ) 根據(jù)經(jīng)典電磁理論，當頻率為 ?的電磁波通過物質(zhì)時，將引起物質(zhì)內(nèi)部帶電粒子作同頻率的受迫振動，即：受迫振動的頻率等于入射光的頻率，并向四周發(fā)出輻射，形成散射光，因此，散射光的波長應(yīng)與入射光的波長相同。 第 23章 量 子 光 學 基 礎(chǔ) 在 1922—1923年間 ， 美國科學家康普頓研究了 X 射線射經(jīng)過石墨等物質(zhì)的散射現(xiàn)象 ， 發(fā)現(xiàn)： X 射線被散射后 ， 除部分波長沒有改變外， 還有部分波長變長 ， 這種現(xiàn)象稱為 康普頓效應(yīng) （ 康普頓散射 ） 。 第 23章 量 子 光 學 基 礎(chǔ) 康普頓散射實驗裝置如下圖所示。從石墨中出射的 X射線沿著各個方向，這稱為散射。 第 23章 量 子 光 學 基 礎(chǔ) 第 23章 量 子 光 學 基 礎(chǔ) 康普頓散射是又一個為光量子理論提供實驗證據(jù)的著名效應(yīng) 。 第 23章 量 子 光 學 基 礎(chǔ) 經(jīng)典電磁理論對 康普頓（ Compton） 效應(yīng) 波長變長現(xiàn)象無法解釋，康普頓 效應(yīng)實質(zhì)上是 “光子與自由電子作完全彈性碰撞的結(jié)果”。 所不同的是： 在康普頓散射中 ， 當光子與 自由電子或束縛較弱的電子 碰撞后 ， 波長由 ?? ?+??；當光子與 內(nèi)層電子或束縛較強的電子 碰撞后 ， 可以認為光子是與整個原子發(fā)生碰撞 ， 計算式中電子的質(zhì)量 m0要換為原子的質(zhì)量 M， ?? ?0， 入射光波長保持不變 。 在光電效應(yīng)中，入射光子 :可見光到紫外光，光子能量 :與原子中束縛電子的束縛能非常接近。 光電效應(yīng)是 光子與束縛電子 的相互作用；而康普頓效應(yīng)是 光子與自由電子 的相互作用。的 X射線 ，其光子能量 ? ? 104 eV， 外層電子束縛能 ~ eV, 室溫下 kT~102eV 第 23章 量 子 光 學 基 礎(chǔ) （ 2） 在 光電效應(yīng) 中 ， 電子吸收光子的全部能量 ，滿足 能量守恒定律 ， 但因為電子受原子核的作用力 ，并不滿足動量守恒定律 ； 在 康普頓散射 中既滿足 能量守恒定律 ， 也滿足 動量守恒定律 。 如： ?=400 nm（ 紫光 ） ， ?=?，?? = nm， ??/? =105 在康普頓散射中也會產(chǎn)生光電子，但由于 X射線的能量 104～ 105電子伏特，遠大于只有幾個電子伏特的原子電離能，產(chǎn)生的光電子數(shù)目少，能量大，也不易觀察到。 從光與物質(zhì)相互作用過程中發(fā)生的黑體輻射 、 光電效應(yīng) 、 康普頓散射 （ 未講 ） 等現(xiàn)象來看 ， 光具有 粒子的特性 ， 可以用能量和動量等概念
教學課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1