量子物理基础入门.ppt

*研究微观世界物质运动的规律19世纪末，物理学晴朗的天空飘着几朵乌云——物理学面临严重的危机!黑体辐射光电效应康普顿效应氢原子光谱实验规律…...普朗克量子假说早期的量子理论玻尔的原子量子理论第24章第25章爱因斯坦光子学说§24—1普朗克量子假说一、黑体辐射的实验规律TceT41)(0-ll=、)(0Te、ll瑞利—金斯公式紫外灾难！维恩公式TcTecel--ll=352)(0、单色辐射本领瑞利—金斯公式维恩公式二、普朗克公式（1900年12月14日——柏林科学院）11252),(0-lp=l-lkThcTehce)(0Te、ll奇迹般完全符合实验规律！普朗克恒量sjh.×=-3410636.三、普朗克量子假说1、（谐振子）能量状态是量子化的。)1,2,(nn,2,000LLLL=eee2、不同型式的辐射，每一小份能量是不同的。n=eh0nμe0§24—3爱因斯坦的光子学说1、‘光子’：一束光，是一束以光速C运动的粒子流，这些粒子称为光子（光量子）。能量的最小单元?0称为“能量子”2、光子具有质量、能量、动量。1918年获诺贝尔奖n=eh0=ecm20光T不同频率的光子，具有不同的能量。光的波粒二象性hl=nh=ce=cc20=cmP光§24—4康普顿效应（1923）一、X射线的散射光子学说很好地解释了光电效应。1921年获诺贝尔奖。X射线经过金属、石墨等物质，发生波长改变的散射称康普顿效应。2cmh光=n?’??n==lccT二、康普顿散射的实验规律：1、散射线波长的改变量??=?’—?随散射角?增加而增加。2、在同一散射角下??相同,与散射物质和入射光波长无关。3、原子量较小的物质,康普顿散射较强。?入射X光?散射X光散射角三、康普顿效应的理论解释：1、波动说的困难：问题？散射光频率=粒子作受迫振动频率=入射光频率可见光是这样，X光则不然，无法解释！2、量子理论的成功：光子与束缚电子作弹性碰撞时，不改变能量，故?不变，?不变。解释实验现象（有?、?’,?’?）光子与自由电子作弹性碰撞时，要传一部分能量给电子n==lccT如何解释实验规律？n=lc频率为?的X射线，是能量为?=h?的光子流康普顿散射公式：光子与自由电子弹性碰撞根据能量守恒,动量守恒:演示光子与电子的碰撞康普顿波长n=eh2mcvmrnhPrrl=与实验结果符合得很好！解释实验规律：?????，散射物质，原子量(2)康普顿效应给我们什么启示？思考:(1)观察‘光电效应’时能否见到康普顿效应？1927年获诺贝尔奖例：波长为2.0A0的X射线射到碳块上，由于康普顿散射，频率改变0.04％。求：

(1)该光子的散射角

(2)反冲电子的动能解：（1）解出(2)?0.04%第25章玻尔的原子量子理论§25—1氢原子光谱的实验规律一、氢原子光谱（传递给我们什么信息？）二、巴尔末系的里德伯公式（1885）紫外区红外区里德伯恒量R的实验值三、广义的巴尔末公式：（氢原子光谱的其它线系）赖曼系巴尔末系帕邢系布拉开系可见光区紫外区红外区§25—2玻尔氢原子量子论一、卢瑟福原子模型（原子的有核模型）严重的问题：原子的稳定性问题？原子分立的线状光谱？)11(22nkRc-=n广义的巴尔末公式22nhRckhRch-=