2020年江苏南师附中高中物理竞赛辅导课件18量子物理基础(C光电效应)(共14张PPT)
合集下载
2020年江苏南师附中高中物理竞赛辅导课件18量子物理基础(共15张PPT)(2)
量子物理B
THE END 祝大家竞赛顺利、学业有成
谢谢观看！
15 、永远不要浪费你的一分一秒，去想任何你不喜欢的人。 3 、路灯经过一夜的努力，才无愧地领受第一缕晨光的抚慰。 1 、一千个人就有一千种生存方式和生活道路，要想改变一些事情，首先得把自己给找回来。 4 、要了解一个人，只需要看他的出发点与目的地是否相同，就可以知道他是否真心的。 5 、成功的秘诀就在于多努力一次。为了成功，你努力了多少次? 1 、使人疲惫的不是远方的高山，而是鞋里的一粒沙子。 6 、机会总是垂青有准备的人。 1 、一千个人就有一千种生存方式和生活道路，要想改变一些事情，首先得把自己给找回来。 6 、不要害怕你的生活将要结束，应该担心你的生活永远不会真正开始。 13 、做一个我一笑我家都可以不用开灯的人。 16 、维持一个人的生命的事物，是他的事业。 15 、人生就像一场旅行，不必在乎目的地，在乎的只有沿途的风景，以及看风景的心情。 5 、生活像荧屏，岁月如剧本，人生是电影，不要因为剧情的曲折就心甘做配角，不要因为故事的跌宕就情愿成观众，这场电影，都在看，请 演好它，你绝不是“生命厂商”里的“临时演员”! 10 、快乐不是因为拥有的多，而是因为计较的少。 4 、道德是朵最美丽的花儿，最圣洁的心灵，让人问心无愧，心胸坦荡。 3 、灵感不过是“顽强的劳动而获得的奖赏”。 1 、想要有空余时间，就不要浪费时间。 17 、在你所有的穿戴中，你的表情是最重要的一环。 15 、学问是异常珍重的东西，从任何源泉吸收都不可耻。 8 、教育是人才的娘家，社会是人才的婆家。 3 、一个真正想成功的人是勤奋与努力的，而不是躺在床上说大话。
光作用 带电粒子作同频受迫振动
辐射同频光波(散射光) 波长不变
光子理论： 光子与自由或束缚较弱电子的碰撞
THE END 祝大家竞赛顺利、学业有成
谢谢观看！
15 、永远不要浪费你的一分一秒，去想任何你不喜欢的人。 3 、路灯经过一夜的努力，才无愧地领受第一缕晨光的抚慰。 1 、一千个人就有一千种生存方式和生活道路，要想改变一些事情，首先得把自己给找回来。 4 、要了解一个人，只需要看他的出发点与目的地是否相同，就可以知道他是否真心的。 5 、成功的秘诀就在于多努力一次。为了成功，你努力了多少次? 1 、使人疲惫的不是远方的高山，而是鞋里的一粒沙子。 6 、机会总是垂青有准备的人。 1 、一千个人就有一千种生存方式和生活道路，要想改变一些事情，首先得把自己给找回来。 6 、不要害怕你的生活将要结束，应该担心你的生活永远不会真正开始。 13 、做一个我一笑我家都可以不用开灯的人。 16 、维持一个人的生命的事物，是他的事业。 15 、人生就像一场旅行，不必在乎目的地，在乎的只有沿途的风景，以及看风景的心情。 5 、生活像荧屏，岁月如剧本，人生是电影，不要因为剧情的曲折就心甘做配角，不要因为故事的跌宕就情愿成观众，这场电影，都在看，请 演好它，你绝不是“生命厂商”里的“临时演员”! 10 、快乐不是因为拥有的多，而是因为计较的少。 4 、道德是朵最美丽的花儿，最圣洁的心灵，让人问心无愧，心胸坦荡。 3 、灵感不过是“顽强的劳动而获得的奖赏”。 1 、想要有空余时间，就不要浪费时间。 17 、在你所有的穿戴中，你的表情是最重要的一环。 15 、学问是异常珍重的东西，从任何源泉吸收都不可耻。 8 、教育是人才的娘家，社会是人才的婆家。 3 、一个真正想成功的人是勤奋与努力的，而不是躺在床上说大话。
光作用 带电粒子作同频受迫振动
辐射同频光波(散射光) 波长不变
光子理论： 光子与自由或束缚较弱电子的碰撞
2020年江苏南师附中高中物理竞赛辅导课件18量子物理基础 (共11张PPT)
THE END 祝大家竞赛顺利、学业有成
谢谢观看！
二.谐振子
一维谐振子的势能为
U 1其中 k m
薛定谔方程为
0x
dd22x2m 2(E1 2m2x2)0
可解得 讨论：
En(n1 2) n0,1,
线性谐振子的 n 3 能量是量子化的 n2
U
7 2
5 2
能级均匀分布 n1
3 2
，能隙为h
n0
2
0x
最小能量为(1/2)h
再由标准条件可求得其它5个系数
讨论： 在粒子总能量低于势垒壁高时，粒 子有一定的概率穿过势垒
----隧道效应
2(x)Bk2xe B 'e k2x
E
1(x)Ai1 k xeA 'e i1 k x
0
3(x)Ceik1x
a
x
贯穿势垒的概率(贯穿系数)为:
T
3(a) 2
A2
~e2
2m(U0E)a
势垒加宽(a增大)或增高(U0增大)， 则T减小
考虑 U0 E 的情况
令 则
k1d2d2x212m2Ek121k2202m(U02E)
d22
dx2
k222
0
d23
dx2
k123
0
可得：
1(x)Ai1 k x e A 'e i1 k x
2(x)Bk2xe B 'e k2x
3(x)Ci1 k x eC 'ei1 k x
正向传播
负向传播
因 3 为透射波，无反射波，故C’=0
2020年
高中物理学奥林匹克竞赛
考前辅导
2020 江苏南京
1
2020年江苏南师附中高中物理竞赛辅导课件18量子物理基础(共14张PPT)(2)
2020年
高中物理学奥林匹克竞赛
考前辅导
2020 江苏南京
1
§18-7 波函数 薛定谔方程
一.波函数 沿x方向传播的平面波波动方程为
yy0co 2 (s tx)
上式为下面复数形式的实数部分
yy0ei2(tx)
为区别一般的波，奥地利物理学家
薛定谔提出用物质波波函数描wdV----概率密度
在整个空间总能找到粒子，应有
2
dV1 ----波函数的归一化条件 三.波函数的标准条件 单值:某时刻粒子出现在某点的概
率唯一 有限:粒子出现的概率应有限 连续:不应出现突变(可导)
说明：
经典波描写实在物理量在空间中的 传播过程
概率波不代表实在物理量的传播过 程，波函数本身没有直接的物理意义
2 2 (r ,t) U (r ,t) i (r ,t)
2 m
t
----一般的薛定谔方程
引入能量算符
H ˆ 2 2U(r,t)
2m
----哈密顿算符
则有 Hˆi t
说明： 薛定谔方程是量子力学中，态随时
间变化的方程，其正确性是由方程 的解与实验结果相符而得到证实
只要找到体系的经典能量公 式，则可写出薛定谔方程并 求解，可得概率密度2
18 、一份恣意，几番从容。一席良音，几瓣书香。 2 、二十一世纪工作生存法则就是：建立个人品牌，把你的名字变成钱。 18 、人这一生，谁也不会先知道自己的以后是什么样子，所以不要用卑微的眼神去看别人，人都是平等的，要别人尊重你，首先你要先懂得 尊重别人。
1 、没有改变，就没有成长。没有成长，就不能算作真正的人生。 8 、驾驭命运的舵是奋斗。不抱有一丝幻想，不放弃一点机会，不停止一日努力。
四.薛定谔方程
高中物理学奥林匹克竞赛
考前辅导
2020 江苏南京
1
§18-7 波函数 薛定谔方程
一.波函数 沿x方向传播的平面波波动方程为
yy0co 2 (s tx)
上式为下面复数形式的实数部分
yy0ei2(tx)
为区别一般的波，奥地利物理学家
薛定谔提出用物质波波函数描wdV----概率密度
在整个空间总能找到粒子，应有
2
dV1 ----波函数的归一化条件 三.波函数的标准条件 单值:某时刻粒子出现在某点的概
率唯一 有限:粒子出现的概率应有限 连续:不应出现突变(可导)
说明：
经典波描写实在物理量在空间中的 传播过程
概率波不代表实在物理量的传播过 程，波函数本身没有直接的物理意义
2 2 (r ,t) U (r ,t) i (r ,t)
2 m
t
----一般的薛定谔方程
引入能量算符
H ˆ 2 2U(r,t)
2m
----哈密顿算符
则有 Hˆi t
说明： 薛定谔方程是量子力学中，态随时
间变化的方程，其正确性是由方程 的解与实验结果相符而得到证实
只要找到体系的经典能量公 式，则可写出薛定谔方程并 求解，可得概率密度2
18 、一份恣意，几番从容。一席良音，几瓣书香。 2 、二十一世纪工作生存法则就是：建立个人品牌，把你的名字变成钱。 18 、人这一生，谁也不会先知道自己的以后是什么样子，所以不要用卑微的眼神去看别人，人都是平等的，要别人尊重你，首先你要先懂得 尊重别人。
1 、没有改变，就没有成长。没有成长，就不能算作真正的人生。 8 、驾驭命运的舵是奋斗。不抱有一丝幻想，不放弃一点机会，不停止一日努力。
四.薛定谔方程
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
N 7.9
2 51
019 2 .5 1 21s 0 8 1 m 2
THE END 祝大家竞赛顺利、学业有成
谢谢观看！
Ua
12mvm2 0
U0
0 0
----存在截止频率(红限)
K
0
U0 K
----红限
光电子是即时发射的，无论光强如
何，弛豫时间不超过10-9s
二.光波动理论的缺陷
波动说认为：
实验结果
金属中电子吸收光 初动能与入射
能逸出, 其初动能决 光频率相关，
定于光振动振幅, 即 而与入射光强
由光强决定
无关
解： 应用爱因斯坦方程
12m2vhcA26.5 .61310 7 3 014 .63111 8 0092.2
4.9 72.212.76eV
每个光子的能量
hc 4.97eV 4 .9 1 7 .6 1 1 0 J 9
7.9 5 1 1 0J 9
因每个光子最多只能释放一个电子
故每秒从钾表面单位面积所发射的最 大电子数
光强能量足够，光 存在截止频率 电效应对各种频率的 (红限) 光都会发生
电子吸收光波能量只 光电子是即时 有到一定量值时，才 发射的 会从金属中逸出
三．爱因斯坦光子理论
1905年爱因斯坦提出光子假说：
一束光就是一束以光速运动的粒子流
，这些粒子称为光子。频率为 的光
的每一光子具有能量h
1.光电效应方程
止频率(红限) 0 Ah
光子能量一次地被一个电子吸收， 不需要积累能量的时间
结论：光是粒子流
爱因斯坦1921年获诺贝 尔物理学奖
[例3]波长为2500A、强度为2W/m2的 紫外光照射钾, 钾的逸出功为2.21eV， 求(1)所发射的电子的最大动能；(2) 每秒从钾表面单位面积所发射的最大 电子数
一个电子吸收一个光子，由能量守
恒有 h1m2vA 逸出功
光子能量
2 ----光电效应方程
1 2mm2ve(KU0)
h1m2vA
2
对比可得 heK AeU0
0
U0 K
A h
2.光电效应的解释
光强大 光子数多 单位时间内
释放的光电子数多 光电流大
光电子动能与光频率成线性关系
A/h才产生光电效应，即存在截
2020年
高中物理学奥林匹克竞赛
考前辅导
2020 江苏南京
1
§18-2 光电效应
(外)光电效应：金属在光 的照射下发射电子的现象 一.光电效应的实验规律
AK
G
V
饱和
电流 I s1
I
截止 I s 2
电压
Ua
光强较强
光强较弱
U
实验规律
饱和电流与入射光强成正比
----单位时间内，阴极溢出的光 电子数与入射光强成正比
加反向电压至Ua(截止电压)时光电 流为零
----光电子溢出时有最大初动能
能量关系满足
12mvm2 eUa
截止电压和入射光频率成线性关系
UaKU0
K:与金属无关的普适恒量
U 0 :与金属有关的恒量 U a
1 2mm2ve(KU0) 0 0
----最大动无关