1、第六篇 量子论,早期量子论,量子力学,相对论量子力学,普朗克能量量子化假说 爱因斯坦光子假说 康普顿效应 玻尔的氢原子理论,德布罗意实物粒子波粒二象性 薛定谔方程 波恩的物质波统计解释 海森伯的测不准关系,狄拉克把量子力学与狭义相对论相结合,物体发出的随温度而不同的电磁辐射。 (请看一段资料片),热辐射,16-1 黑体辐射 普朗克量子假设,一、热辐射 绝对黑体辐射定律,单色辐射本领（单色辐出度）,波长为的单色辐射本领是指单位时间内从物体的单位面积上发出的波长在附近单位波长间隔所辐射的能量。(回顾一下 Maxwell分布曲线),量子物理基础,第十六章,实验表明 辐射能力越强的物体，其吸收能力也越
2、强.此称基尔霍夫“窗户定律” 。,黑体 能完全吸收照射到它上面的各种频率的电磁辐射的物体称为黑体 .（黑体是理想模型）,黑体辐射模型,M,B,l,(,10,-,7,W / m,2,m,m),l,(,m,m),可见光,5000,K,6000,K,3000,K,4000,K,1、 斯忒藩玻尔兹曼定律,黑体辐射的总辐射本领（辐射出射度）,（即曲线下的面积）,当绝对黑体的温度升高时，单色辐射出射度最大值向短波方向移动。,2、 维恩位移定律,二、普朗克量子假设 (1900年12月14日),实验值,h普朗克常数,普朗克得到了黑体辐射公式：,c 光速,k 玻尔兹曼恒量,普朗克量子假说,(1)黑体由带电谐振子
3、组成，这些谐振子辐射电磁波，并和周围的电磁场交换能量。,(2) 谐振子能量不能连续变化，只能取分立值，是最小能量 的整数倍, 称为能量子。,(內插公式）,M.V.普朗克 (德国 18581947 )研究辐射的量子理论，发现基本量子，提出能量量子化的假设,1918年诺贝尔物理学奖,(內插公式）,普朗克是德国人,爱因斯坦也是德国人.1905年爱因斯坦发表了5篇论文，从根本上改变了物理学的面貌，其中论运动物体的电动力学就是前面介绍的狭义相对论. 另一篇从光的发射与吸收所得到的启示利用普朗克的量子论解释光电效应,为量子力学作了前期铺垫.相对论和量子力学是现代物理学的两大支柱.下节课介绍光电效应.,19
4、55年4月18日，百年科学巨匠、物理“至尊”爱因斯坦溘然长逝；50年后的这一天一项最重要的纪念活动 全球“物理照亮世界”光束传递 从新泽西州普林斯顿开始，然后遍及世界。在这项活动中,上海崇明岛成为“光传递”中国区首站。 在这一“奇迹年”100周年和爱因斯坦逝世50周年之际，联合国于2004年6月将2005年命名为“世界物理年”，这是联合国首次为一个学科确定全球规模的纪念活动，“光传递”正是此次活动的高潮之一。,16-2 光的量子性,一、光电效应,光电效应 光照射到 金属表面时，有电子 逸出的现象。,光电子 逸出的电子。,光电子由K飞向A， 回路中形成光电流。,1、光电效应 实验,2、实验规律,
5、（1）、单位时间内从阴极逸出的光电子数与入射光的强度成正比。,（2）、存在遏止电势差,照射光频率,对于给定的金属，当照射光频率小于金属的红限频率，则无论光的强度如何，都不会产生光电效应。,(3) 光电效应瞬时响应性质,实验发现，无论光强如何微弱，从光照射到光 电子出现只需要 的时间。,光电效应的爱因斯坦方程,二、爱因斯坦光子假说,光是以光速 c 运动的微粒流，称为光量子（光子）,光子的能量,金属中的自由电子吸收一个光子能量h以后，一部分用于电子从金属表面逸出所需的逸出功A ，一部分转化为光电子的动能。,（3）. 从方程可以看出光电子初动能和照射光的频率成线性关系。,爱因斯坦对光电效应的解释,（2）. 电子只要吸收一个光子就可以从金属表面逸出，所以无须时间的累积。,（1）. 光强大，光子数多，释放的光电子也多，所以光电流也大。,解:,（1）,（2）,遏止电势差,例 根据图示确定以下各量 1、钠的红限频率 2、普朗克常数 3、钠的逸出功,解：由爱因斯坦方程,其中,截止电压与入射光频关系,从图中得出,从图中得出,普朗克常数,钠的逸出功,三 、光电效应在近代技术中的应用,光控继电器、自动控制、 自动计数、自动报警等.,光电倍增管,光电倍增管,光电倍增管原理简介,1921诺贝尔物理学奖,作业:二十八,
