高二物理竞赛量子物理(课件)

Fermi……
13
1. 实验装置及现象
2. 实验规律
(1)光电流强度与入射光强成 正比.
(2) 截止频率（红限） 0
对某种金属来说，只有入
射光的频率大于某一频率 0
时，电子才会从金属表面逸 出.
0 称为截止频率或红限
频率.
A V
14
14
（3）遏止电势差 U 0
使光电流降为零所外加 的反向电势差称为遏止电势
第十六章 量子物理
1 1
索尔维会议--1910
• 组织者:古德施密特,索尔维 • 地点:比利时布鲁塞尔 • 内容:量子理论,辐射现象,气体运动理论 • 疑问: h • 关键人物:爱因斯坦,普朗克,卢瑟福, “德布罗意”…… • 后来…………
2
2
第五届索尔维会议
3
3
1.热辐射的基本概念
（1）单色辐射出射度 单位时间内从物体单位表
面积发出的频率在 附近单位频率区间内的电磁
波的能量. M (T ) 单位：W m-2 Hz-1
M (T ) 单位：W m-3
（2）辐射出射度 单位时间，单位面积上所辐射 出的各种频率（或各种波长）的电磁波的能量总和.
M (T ) 0 M (T )d M (T ) 0 M (T )d
总辐出度
M (T )
0
M
m2 K4
斯特藩 - 玻耳兹曼常数
3.2 维恩位移定律
mT b
b 2.898103 m K 峰值波长
9
9
4. 瑞利 - 金斯公式 经典物理的困难
M (T ) /(109 W m-2 Hz-1)
瑞利 - 金斯公式
6
4
4
钨
丝
和
度 曲 线
太 阳 的 单
色
辐
出
太阳 M(T )/(108 W m2 Hz1) 钨丝 M(T )/(109 W m-2 Hz1)
T 5800 K
太阳
12
10
可见
8
光区
6 钨丝
4 2
/1014 Hz
0 2 4 6 8 10 12
5
5
2.黑体
若物体在任何温度下，能吸收一切外来的电磁辐 射，则称此物体为黑体.（绝对黑体）.
能量的整数倍, 即 ，2 ，3 ， … n , 称为能量子， n 为量子数.
ε nh (n 1,2,3,)
普朗克量子假设是量子力学的里程碑.
12
12
1900年12月14日，普朗克宣读了黑体辐射论文，宣告了 quantum 的诞生，那一年他42岁。
同年，一个名叫Albert Einstein的青年从ETH毕 业，没找到工作……；在丹麦，15岁的尼尔斯 波尔正在读中学。
6
6
3.黑体辐射的实验规律
黑 体 单 色 辐 出 度 的 实 验 曲 线
7
7
3.黑体辐射的实验规律 3.1 斯特藩 - 玻耳兹曼定律
总辐出度
M (T )
0
M
(T
)d
T
4
式中 5.670108 W m2 K4
斯特藩 - 玻耳兹曼常数
8
8
3.黑体辐射的实验规律
3.1 斯特藩 - 玻耳兹曼定律
在奥地利维也纳的一所高级中学，13岁的Erwin Schrodinger正在读中学（跟Boltzmann校友）。
Louis de Broglie当时8岁，法国贵族。
Wolfgang Pauli出生8个月，再过一年，维尔兹堡一个名叫Werner
Heisenberg的希腊小孩诞生，同年，意大利罗马诞生了Enrico
U 0 Cs Zn Pt
差 U 0 ，对不同的金属，U 0 的 量值不同.
（4） 瞬时性
O 0
遏止电势差与入射光频率具有线性关系.
15
15
* * 实验曲线
紫外灾难
4 2
**
* *
*
**
T
*
=
2 000
K
K
*
*
*
1
2
* 3
**
/
1014
Hz
10
10
5. 普朗克假设 普朗克黑体辐射公式
普朗克黑体辐射公式
M (T )d
2πh c2
3d
ehν / kT 1
普朗克常数
h 6.631034 J s
11
11
普朗克量子假设 黑体中的分子、原子的振动可看作谐振子，这些谐 振子的能量状态是分立的，相应的能量是某一最小