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量子力學(xué)的實驗基礎(chǔ) 本章內(nèi)容 四個主要內(nèi)容 第一節(jié) 熱輻射 定性圖述 熾熱狀態(tài) 單色輻出度 輻出度 一般輻射的復(fù)雜性 二 黑體輻射 隨物而異 故亦隨物而異 隨物而異 黑體 二 黑體輻射 黑體實驗?zāi)Ｐ?黑體輻射測量 黑體輻射規(guī)律 紫外災(zāi)難 普朗克公式 三 普朗克公式及能量子假說 理論曲線 能量子假設(shè) 黑體例一 黑體例二 黑體例三 黑體例四 第二節(jié) 愛因斯坦與康普頓 光電效應(yīng)實驗 一 光電效應(yīng) 石英窗 光束射到金屬表面使電子從金屬中脫出的現(xiàn)象稱為光電效應(yīng) 實驗基本規(guī)律 波動理論的困難 光量子理論 光子能 質(zhì) 動量式 光電效應(yīng)方程 金屬中一個電子吸收一個光子的能量 紅限 逸出功數(shù)據(jù)表 光子論的成功解釋 愛因斯坦因此而獲得了1921年諾貝爾物理學(xué)獎 光電效應(yīng)例題 康普頓效應(yīng)概述 X射線發(fā)生散射 二 康普頓效應(yīng) 偏移 散射角實驗 不同物質(zhì)實驗 散射要點歸納 偏移機(jī)理示意圖 康普頓偏移公式 有關(guān)現(xiàn)象解釋 偏移公式推導(dǎo) 續(xù)36 康普頓 光電效應(yīng)比較 康普頓效應(yīng)與光電效應(yīng)都涉及光子與電子的相互作用 在光電效應(yīng)中 入射光為可見光或紫外線 其光子能量為eV數(shù)量級 與原子中電子的束縛能相差不遠(yuǎn) 光子能量全部交給電子使之逸出 并具有初動能 光電效應(yīng)證實了此過程服從能量守恒定律 康普頓效應(yīng)例一 康普頓效應(yīng)例二 康普頓效應(yīng)例三 康普頓效應(yīng)例四 隨堂小議 小議鏈接1 小議鏈接2 小議鏈接3 小議鏈接4 第三節(jié) 氫原子光譜 一 氫原子光譜的譜線系 從1885年至1924年科學(xué)家們先后在可見光 紫外和紅外區(qū)發(fā)現(xiàn)了氫原子的光譜線系列 并得到普遍的實驗規(guī)律 里德伯常量 二 氫原子光譜的實驗規(guī)律 系序數(shù)m 系內(nèi)的線序數(shù)l 里茲組合原則 三 里茲組合原則 經(jīng)典理論的困難 四 經(jīng)典理論解釋原子光譜規(guī)律的困難 玻爾 定態(tài)假設(shè) 在這些軌道上運動的電子不輻射 或吸收 能量而處于穩(wěn)定狀態(tài) 稱為定態(tài) 定態(tài)軌道 量子化條件假設(shè) 頻率條件假設(shè) 電子軌道半徑 能量公式 氫光譜導(dǎo)出公式 算例 可能幅射的譜線波長 兩大應(yīng)用 Theelementsofahelium neongaslaser LASER LightAmplificationbytheStimulatedEmissionofRadiation 1917 Einstein 1960 續(xù)上 氦氖原子 20 80 的四個主要能級圖 粒子數(shù)反轉(zhuǎn) 玻爾理論的局限 玻爾的氫原子理論開創(chuàng)了運用量子概念研究原子光譜的先河 同時這一理論也面臨著新的困難與考驗 第四節(jié) 德布羅意 光的波粒二象性 一 光的波粒二象性 二象性統(tǒng)計解釋 攝影底板或顯微觀察 光子衍射 物質(zhì)波假設(shè) 德布羅意公式 物質(zhì)波例一 物質(zhì)波例二 物質(zhì)波例三 電子衍射實驗 一 電子衍射實驗 電子衍射附圖一 電子衍射附圖二 電子及中子衍射