17sp217sp3周二和周四晚sat2物理第6次課下modern physics

9.ModernPhysicsD&LQuantumphysicsandatomicmodelsPhotonandPhotoelectricEffectModelsoftheatomProbabilisticdescriptionofmatter(書上沒有Nuclearphysics核物RelativityPhotonandPhotoelectric光子和光電效復(fù)習(xí):Electromagnetic電磁波譜頻率從高到低的順序需記住連續(xù)光譜(continuous 類光譜稱為連續(xù)光譜(continuousspectrum)Particlenatureof傳統(tǒng)上認(rèn)為光(電磁波)是一種波 光的強(qiáng)度是連續(xù)的(continuousamounts然 nck發(fā)現(xiàn)電磁波的能量是一份一份不連續(xù) 是一份一份地(specificdiscreteamounts)進(jìn)行的。 荷量存在元電荷(elementarycharge)一樣。 Photon光光子(photon)：Einsteinnck計算得到光子的能量(Ephoton)與光的頻率(f)成正比例系數(shù)h nck’sh=6.63×10-34Js光子觀點：光的強(qiáng)度(I)單個光子的能量(hf) 1eV=1.6x10-Modelsofthe原子模RaisinpuddingmodelofatomsRutherford’salphaparticlescatteringRutherford’snuclearmodelof 提出原因J.J.Thompson的模型無法解釋α粒子轟擊goldfoil時發(fā)生的大角度散射(largeanglescattering)現(xiàn)象Rutherford’snuclearmodelof Rutherford’smodel的內(nèi)Bohr’satomic 原子模型(軌道量子化提出原因:根據(jù)電磁學(xué)理論,Rutherford’smodel的電子繞核運動會發(fā)出電磁波(EMwave),電子損失能量從而勢能降低運行軌道會越來越低(因為正負(fù)電荷之間距離越小電勢能越低),最終會一頭栽進(jìn)原子核,但實際并沒有發(fā)生.Bohr’smodel的內(nèi)定態(tài)(stationarystate):電子軌道不是任意的而是有限制的,電子只能在特定半徑(即特定勢能)的若干個軌道上運動.這種假設(shè)被稱作軌道量子化 zationoforbit).電子雖然在做繞核運動,能級(energylevel):電子處在離核最近的軌道上時能量最低,這個狀態(tài)稱為基態(tài)(groundstate);原子得到能量后(例如通高壓電),電子會被激發(fā)到高能軌道上(excitedtoahigherlevel),這些狀態(tài)稱為激發(fā)態(tài)(excitedstate) 稀薄氣體通高壓電——發(fā)射光譜(Emission吸收光子——電子也可以吸收光子來獲取能但電子吸收光子時也是“選擇性吸收吸收光譜(absorption 光或白熾燈發(fā)出的白光,穿 IonizationAnelectroncangainenoughenergytobecomple removedfromtheatom.PhotoelectricPhotoelectriceffect:TheabilityofphotonsoflighttoknockelectronsfromthesurfaceofsomemetalsKineticEnergyofKmax光電效應(yīng)實電流表有讀數(shù),Wave-ParticleDualityandMatterWave波粒二象性和物質(zhì)Matterwave物質(zhì)等人認(rèn)為電磁波既有波動的性質(zhì) (deBroglie)從理論上提出任何粒子也可能具有波動的性質(zhì)(即物質(zhì)波,matterwaves),即認(rèn)為任何物質(zhì)都同時具有(wave-particledualitydeBroglie提出Matterwave其中pmv是粒子的動量宏觀物體質(zhì)量大,因此波長很小,不容易顯現(xiàn)波動的性微觀粒子質(zhì)量小,因此波長較大,較容易顯現(xiàn)波動的性ElectronDiffractionfrom電子衍射實驗證明了電子具有波動 粒 MatterWave對Bohr’sModel的解Bohr認(rèn)為電子只能在特定軌道上運動,但解釋不了為什么如波動成為駐波(standingwave)的軌道,駐波的能量才不會耗散.要形成駐波則軌道的圓周長只能是電子波長的整數(shù)Compton 效現(xiàn)象:x-ray照射石墨(graphite)等物質(zhì)或自由電子 electron)后),Compton 效Compton認(rèn)為:根據(jù)德 方程,光具有動量(p=h/λ),光子與電子的碰撞類似于兩個小球的彈性碰撞(elasticcollision),光子把電子撞飛后,為保率變小,波長會變大光的波粒二象性總結(jié)(重要CharacteristicsoflightthatindicatelightbehaveslikeaDiffraction衍 (例如:Young’sDouble-SlitExperiment楊氏雙縫實驗Doppler Polarization偏CharacteristicsoflightthatindicatelightalsoactsasaBlackbodyRadiation黑體輻射 PhotoelectricEffect光電效應(yīng)(byAtomicSpectra原子光譜(byCompto