物理老师-下册量子

重点

难 概念:黑体、能量子和光量1黑体辐黑体辐热辐射：辐射的能量按频率的分布关系与温度有关。

M(,T)

M(T)M(,T 02

(,T)

吸收能量入射总能量=1(,T)(,T)提问:

3TBTB各物体间互不接触.B是绝对黑体热平衡状态——平衡热辐射：

4 M1(,T)M2(,T)Mi(,T

单色辐出度与单色吸收比的比值：相等 (,T M (,T a1(,T

a2(,T

M0(,T5思考温度下,黑 M0(,T思考二、黑体辐射的实验定律

6

单色辐出度M0λT(Wcm-3m-

M0(T) M0(,T

波长 (T)T0(λT)(Wcm-3m-1T=5.6710-8W/( 7位移定律:

M0(λT)(Wcm-3m-TT

b=2.89710-3M0(λT)(Wcm-3m-1M 8

T

近似为黑体, 光谱测

m 0.49m

2.897mT m

b若地球近似为黑体,地球表面温度约为b

2.897103

10m 9色温度(简称色温):应用于彩色摄影 9色温计,户外日光色温. ···· 半径Rs=6.96106m,地球 d=1.4961011m.实验测得 解:(1)根 位移定律

T m

2.897103m490109

5.9103 M0

5.67

(5.9103)6.87107W/ M4R24.21026W

RRERE 6317KmR

4d

1.9体单色辐出度MBλ(T)随λ AT

B

T2TT C√T2

D T T1M0M0(T)TTM思考:

M0(,T)

c2e

M0(,T

M(,T

四、

M0(,T

M(,T)

能量 ( (,T)2hc201hcek提出能量子概念：假设辐射黑体的分 子或原子是谐振子,它们可以吸收和射电磁波,这些分子或原子只能处于分立的能量状态,其能量为某个最小值的整数倍即,2,3…. =h -34Js普朗克常大时小时

光电效 一、光电效应KAGV二 KAGV二i

I2

I1U

2入射光强相同，频率不同时，

3截止电压与入射光频率有

Uc3Uc2

Uc

KUa4遏止频率--

0U 0UK

Uc U

0 i0

Na0 i0

0.0

5光电效具有瞬时性，响应速度很快，10-9秒 经典理论推算：点光源P=1W,d=3m处有一钾薄片.假定钾薄片中的电子可以在半径约为原子半径r=0.510-10m在距光源为d接受辐射的截面为r p

r4d

P

1W71023

在10-9t A1.81.61019J4000p 71023 频率为的光子具有的能量为h它不可再分割

pmch

hh12 2m

h

1mV2m2m

材料的逸出功A1mV2

h c122mI光电流 c122m00Ah计算出h6.5610-34J.s，这和当时用其他方mv

h

eUceKeU0h

23U1h23U1 U

从450nm减到360nm,截止电压改变多少是增大还是减 h

1mV2m2m

heUcUC2UC1 h

/eh1 / ) 当钠光灯发出的黄光照射某一光电池时，为了遏止所有电子到达收集极，需要0.30V的负电势。如果用波长400nm的光照射这个光电池 λ2=400nm=4.0×10- 1mv2AeU

1mv2A

A2 U2A

2.91019J

2 2 康普顿效 一、康普顿效应X射线通过物质时向

X射线的波长范围0.01—— 有0和(>0)的散

D1

?

石墨晶体AI00I

S

BI

0有规律吗? （波长1Å的射线，其光子能量 104室温下

→光子的能量

mc2

→散射射线频率波长光子 光子

h 0c

P 自由电子（静止

mv能量守恒：h0m0c2hmc

0

0 nmv0 c反冲电子质量：mm0 1v2/c2c

解得：0c

h(1

(1cos 0

6.63

重要！2.43X1012Cc

9.110313

（理论值 支持了

=2首次实验证实

pmc3证实了在微观领域的单个碰撞事件中粒子性：粒子性：能量，动量P,数量N波动性：波长，频率,振幅E0 0(1)与0

e m0c2 mc2 cosmax

设有波长为1.0010–10m的X(1)散射波长与入射波长的改变量为多少cc

e(2)反冲电子得到多少动能

m0c2

hhhc(1 )

( 4.711017 192526年吴有训用银的射线在同一散射角（）测量各种波长的散射光强度，作了大量X射线散射实验1.2轻元素

重元0

I0

－外层电子（自由电子） 思考:思考:

mc2 mc2

hc

n0 mvn0

c

2

相对论mm0

1v2/ 缚能103- m原子

m光子∴在弹性碰撞中，入射光子几乎不损失能量即散射光子波长不变，散射线中还有与答：可见光的波长长,对应的光子能量小, / 性碰撞，以康普顿效应为主；=h,h (40)10–34

课堂练习

m=490nm,若 √.5.9103490K5.91062103

Tb=2.89710-3 约16

M0(T) 4.43106 .2.9106 4.861010

M0(T)T44Tb=2.89710-3hh122m .B.C.D.不确定，需 .h/WW/hW/hc

Wh000 . A..C.D.

Emc2Pmc 课堂练习课堂练习

..

X ..X

=45

(3)

..=90.

.度度

(4).

.

. ...

课堂练习散射射线波长λ .A与FA与DG.B与HB与

的光谱强度图（λ0是波长不变的散射射线波长，λ是波长改变的散射射线波长），从图中你判断图B.ZA<ZB<ZC

B C (T)=0 (T M0(T)T T条件：黑体、热平衡态 En(h)能量子 光子能量

mc20p