《量子光学》PPT课件.ppt

,第五篇 近代物理,十九世纪八十年代，经典物理学建立了完整的三大理论体系：牛顿力学；热力学和统计物理及经典电动力学。运用经典理论，原则上可以解决物质的运动规律。,十九世纪末二十世纪初，在解释高速世界和微观领域的物理现象和物理事实时，迫使人们采用新的物理思想和观点。由此诞生了相对论和量子力学。它们形成了近代物理学的基石。,近代物理是整个自然科学和现代技术的基础，改造了人们的思想，并对哲学思想和其它社会思想产生了深刻的影响。,返回,母女同研究,J.J.汤姆逊(1856-1940)（英） 测出电子的荷质比获1906年诺贝尔物理奖,上述一系列新的物理现象使人们认识到，原子是由更小的粒子组成。原子的内部肯定存在着新的物理规律。揭示了原子的内部存在着更复杂的结构在十九世纪末物理学家面临的新课题。由此，揭开了物理学发展史上的新的一页。,红外遥感图,第一节 热辐射,环境,二 关于热辐射的几个概念,热辐射,1 单色辐出度,吸收,三 黑体辐射,十九世纪末，物理学家从实验和理论两个方面对热辐射进行了研究。尤其是对绝对黑体的热辐射规律的研究。,四 基尔霍夫定律,五 根据实验结果，得出了黑体热辐射的普遍定律.,2 维恩位移定律,随温度的升高，单色辐射本领最大的波长向短波方向移动。,3 研究黑体热辐射时出现的矛盾及所遇到的困难,实验曲线,六 普朗克的量子假设 普朗克公式,普朗克理论与实验结果的比较,普朗克与爱因斯坦,简历,结论：单位时间内释放的光电子数与光强成正比。光强不影响遏止电压，或电子的最大初动能。,1 光电流与入射光强的关系,由功能关系可知，电子的最大初动能与遏止电压的关系为,电子,2 光电子的初动能与入射光的频率的关系,是实现光电效应的最小频率，称为红限。,四 光子 爱因斯坦方程,2 光子观点,1 波的观点，波图像，如单色波,是弥散在空间的物质,1905年，Einstein 把普朗克的能量子观点扩展到辐射场,建立了辐射场的量子化的观点。各种频率的电磁波都是一以能量为 的光“粒子 ，光子的体系。,用光子观点解释光电效应,演示,He was awarded the 1921 Nobel Prize for the discovery of the law the photoelectric effect and contributions to mathematical physics.,Albert Einstein,(German),1905年，时年26岁的Albert Einstein在德国的“物理学杂志”发表了三篇文章： 1 “论运动物体的电动力学”提出了狭义相对论。 2 “关于光的发生和转变的一个新观点”。提出光子，解释了光电效应。 3 “从热的分子运动论看静止液体中悬浮颗粒的运动”。 当时有人认为，每一遍文章都够的上诺贝尔奖。,一 伦琴射线的散射实验,1923年，康普顿研究了伦琴射线经金属，石墨等物质散射后的光谱成分。,二 经典电磁理论在解释上述事实时所遇到的困难（略）。,光子与电子作用中，遵守两个守恒定律：动量守恒律和能量守恒律。,演示,1 能量守恒定律,X-ray source,石墨,康普顿光子散射演示,例 154 当康普顿散射角为 时，波长为 被散射时，所损失的能量 与散射前光子的能量之比。,例 155 一个波长为 的光子与电子碰撞，碰撞后光子以与入射光方向成 角反射回来，求碰撞后光子的波长和反冲电子的动能?,(2),五 光化学,光化反应和分子的光解离,3 单个光子独自运动时到达各处的概率正好形成干涉条纹的图样，或者说，光子积累的效果就形成干涉条纹的图样，这表明，,3 正负电子对湮没产生一对光子,Highlights,4 当一个高能量的光子经过原子核电场时，光子会自动湮没，转化为一个电子和一个正电子，即一个电子对。,电子对产生,5 光子与物质的相互作用,多光子过程近代理论与实验证明，当光强大于 时,多光子吸收过程发生。此时原子或分子吸收几