原子物理学知识要点总结82页PPT
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期末总结 《原子物理学》课堂课件
类氢离子是原子核外边只有一个电子的原子体系，但原子核带
有大于一个单元的正电荷（Z>1)，如He+， Li++， Be+++等
1、氢原子及类氢离子的轨道量子化
轨道半径：
n2 rn a1 Z
a1
4 0 2
e2me
0.531010 m
0.53A
氢原子的第一玻尔半径
速度：
vn
v1
。
a Z1Z2e2
4 0 E
为库仑散射因子。
E 1 mv2 入射的粒子的动能
2
7
第一章 小 结
2、有效散射截面（一个靶原子核）
d
2bdb
a 2d
16 sin 4
（1）
dσ
2
d ：称为原子核的有效散射截面，具有面积量纲。
dθ对应的空心圆锥体的立体角为： dΩ=ds/r2
d 2 sin d
（光电效应的实质：电子吸收光子的过程）
爱因斯坦光电效应方程：
h
1 2
mvm2
Φ
电子的最大初动能
1 2
mvm2
eV0
脱出功 （逸出功） h 0
V0：反向截止电压（遏止电压）
0：截止频率（ 红限频率 ） （与金属种类有关）17
第二章 小 结
四、（掌握）氢原子光谱的实验规律
O
O
O
O
6562.8A 4861.3A 4340.5A 4101.7A
或：~ T (m) T (n)
光谱项：
T (m)
RH m2
T
(n)
RH n2
原子物理学总复习 ppt课件
反常塞曼效应：谱线分裂的条数，间距和偏振情况与正常 塞曼效应不完全相同时。
PPT课件
25
塞曼效应的解题思路：
应掌握分析塞曼效应、计算、作图的基本方法。
基本步骤
1， 计算原谱线跃迁初、末态的朗德因子g1和g2
2，列表计算可能的 M1g1, M 2 g2; M 2 g2 M1g1 值
3，计算分裂后每条谱线与原谱线的频率差（或波数差）
0除外）
Δj1 0
或对换
Δj2 0,1
ΔJ 0,1（0 0除外）
PPT课件
19
第六章 在磁场中的原子
一、基本要求
1、理解用有效磁矩代表原子总磁矩的理由 2、掌握在LS耦合下原子总磁矩的计算公式 3、理解在外磁场中原子能级的分裂 4、理解斯特恩 — 盖拉赫实验的解释 5、确切理解塞曼效应
重点： 1、碱金属原子光谱的规律和能级 2、碱金属原子光谱精细结构的规律 3、电子自旋与轨道的相互作用规律
PPT课件
10
一、基本内容
碱金属原子光谱项
T
R (n x )2
R n2
碱金属原子定态的能级
Enl
hcT (nl)
hcR (n x )2
hcR n2
13
.6
pj j( j 1)
j l s,l s 1,....., l s
精细结构产生的原因：对于S态电子（l=0），j量子数取 唯一值1/2，故为单层。对于p、d、f…等电子（l≠0），j 量子数取两个可能值，故为双层。
原子态符号
2s1 重态数
L
j
单电子辐射跃迁的选择定则PPT：课件∆l=±1，∆j=0，±1
PPT课件
25
塞曼效应的解题思路：
应掌握分析塞曼效应、计算、作图的基本方法。
基本步骤
1， 计算原谱线跃迁初、末态的朗德因子g1和g2
2，列表计算可能的 M1g1, M 2 g2; M 2 g2 M1g1 值
3，计算分裂后每条谱线与原谱线的频率差（或波数差）
0除外）
Δj1 0
或对换
Δj2 0,1
ΔJ 0,1（0 0除外）
PPT课件
19
第六章 在磁场中的原子
一、基本要求
1、理解用有效磁矩代表原子总磁矩的理由 2、掌握在LS耦合下原子总磁矩的计算公式 3、理解在外磁场中原子能级的分裂 4、理解斯特恩 — 盖拉赫实验的解释 5、确切理解塞曼效应
重点： 1、碱金属原子光谱的规律和能级 2、碱金属原子光谱精细结构的规律 3、电子自旋与轨道的相互作用规律
PPT课件
10
一、基本内容
碱金属原子光谱项
T
R (n x )2
R n2
碱金属原子定态的能级
Enl
hcT (nl)
hcR (n x )2
hcR n2
13
.6
pj j( j 1)
j l s,l s 1,....., l s
精细结构产生的原因：对于S态电子（l=0），j量子数取 唯一值1/2，故为单层。对于p、d、f…等电子（l≠0），j 量子数取两个可能值，故为双层。
原子态符号
2s1 重态数
L
j
单电子辐射跃迁的选择定则PPT：课件∆l=±1，∆j=0，±1
《原子物理第八章》课件
辐射与吸收
当电子从高能级跳迁到低能级时 ，会释放能量并产生辐射；反之 ，电子吸收能量并从低能级跳迁
到高能级。
03
原子光谱分析
原子光谱的分类
01
02
03
04
特征光谱
由于原子能级间跃迁产生，具 有特定波长，可用于元素鉴定
。
线光谱
由原子中电子在特定能级间跃 迁产生，包括发射光谱和吸收
光谱。
带光谱
由原子中电子在多个能级间跃 迁产生，形成连续光谱带。
量差。
原子辐射的光子频率、波长和能量与原 子的能级差有关，不同元素的原子辐射
具有不同的特征谱线。
原子吸收的原理
原子吸收是指原子吸收特定频率光子的过程，使电子从基态跃迁到激发态。
当特定频率的光子与原子相互作用时，如果光子的能量与原子某两个能级之间的能 量差相等，则光子会被原子吸收，使电子跃迁到激发态。
《原子物理第八章》 ppt课件
目录
• 原子物理第八章概述 • 原子结构与性质 • 原子光谱分析 • 量子力学基础 • 原子辐射与吸收 • 原子物理实验方法
01
原子物理第八章概述
章节内容介绍
原子能级与光谱
介绍原子能级的概念、光谱线的 分类和特征，以及光谱分析的应
用。
原子辐射与吸收
探讨原子辐射和吸收的机理，以及 辐射和吸收光谱的观测和分析。
安全性。
核磁共振技术
03
利用量子力学原理，通过测量原子核的自旋磁矩来研究物质的
微观结构和性质。
05
原子辐射与吸收
原子辐射的原理
原子辐射是指原子在能级跃迁过程中释 放出光子的过程。
原子辐射的原理基于量子力学理论，即 原子中的电子只能在特定能级上运动， 当电子从高能级向低能级跃迁时，会释 放出光子，其能量等于两能级之间的能
原子物理学课件
原子物理学课件第一部分：原子结构原子是物质的基本组成单位，由原子核和电子组成。
原子核位于原子的中心，由质子和中子组成，质子带正电，中子不带电。
电子带负电，围绕原子核运动。
原子的结构可以用波尔模型来描述。
波尔模型认为，电子在原子核周围的运动是量子化的，即电子只能处于特定的能级上。
当电子从一个能级跃迁到另一个能级时，会吸收或发射特定频率的光子。
原子物理学的研究对象包括原子、分子和凝聚态物质等。
原子物理学的研究方法包括实验和理论计算。
实验方法包括光谱学、散射实验和原子碰撞实验等。
理论计算方法包括量子力学、量子场论和统计力学等。
原子物理学的研究对于理解物质的基本性质和结构具有重要意义。
原子物理学的研究成果在许多领域都有应用，如材料科学、化学、生物学和天文学等。
第二部分：量子力学与原子量子力学是描述原子和亚原子粒子的运动和相互作用的物理理论。
在量子力学中，粒子的位置和动量不能同时精确测量，这就是著名的海森堡不确定性原理。
在原子物理学中，量子力学被用来解释电子在原子中的运动。
根据量子力学，电子不是像波尔模型那样在固定的轨道上运动，而是在原子核周围形成概率云。
电子在原子中的能级是量子化的，这意味着电子只能处于特定的能级上。
量子力学在原子物理学中的应用还包括解释原子光谱和原子碰撞现象。
原子光谱是原子发射或吸收光子时产生的光谱线，这些光谱线可以用来确定原子的能级结构。
原子碰撞是指原子之间或原子与其他粒子之间的相互作用，这些相互作用可以导致原子能级的变化。
量子力学是原子物理学的基础，它为我们理解原子的性质和行为提供了重要的理论工具。
量子力学的研究成果不仅对原子物理学的发展具有重要意义，也对其他物理学领域的研究产生了深远的影响。
第三部分：原子物理学的发展与应用原子物理学的发展历程可以追溯到19世纪末20世纪初，当时科学家们开始研究原子的结构和性质。
随着量子力学的发展，原子物理学逐渐成为一门独立的学科。
原子物理学的研究成果在许多领域都有应用，如材料科学、化学、生物学和天文学等。
力、电、光、热、原子物理学知识总结
电功 W=IUt
带电粒子在电磁 复合场中的运动
电 阻
欧姆定律
I=
U R
电功率 P=IU 电热 Q=I2Rt
电阻定律
R=ρ
L S
定义 永磁体磁场 磁场的 产 生 电流磁场 通电螺线管磁场 磁感强度 磁场的 性 质 磁通量 直线电流磁场
B=
F IL
安培力 F=BIL 方向：左手定则 洛仑兹力 f=BqV 方向：左手定则
电磁波谱 无线电波、红外线、可见光、 紫外线、伦琴射线、r 射线，由低频到高 频，构成了范围非常广阔的电磁波谱。
它的运算符合平行四边形定则。 体的运动状态两个方面。
重力
由地球对物体的吸引而产生。方向：总是竖直向下。大小 G＝mg。g 为重力加速度，由于物体到地心的距离变化和地球自转的影
响，地球周围各地 g 值不同。在地球表面，南极与北极 g 值较大，赤道 g 值较小；通常取 g=9.8 米／秒 2。 重心的位置与物体的几何形状、质量分布有关。 任何两个物体之间的吸引力叫万有引力， F
G
三 种 常 见 的 力
Mm R2
。通常取引力常量 G＝6.67×10-11 牛·米 2／千克 2。物体的重力可以认为是
地球对物体的万有引力。
弹力
弹力产生在直接接触并且发生了形变的物体之间。支持面上作用的弹力垂直于支持面；绳上作用的弹力沿着绳的收缩方向。
胡克定律 F=kx，k 称弹簧劲度系数。
滑动摩擦力 摩 擦 力
单位:韦伯/米 2（特）
mv 2m ,T= Bq Bq
磁 学
产生 条件 导体切割磁感线运动 法拉第电磁感应定律㈠
大小：ε =BLV 方向：右手定则 大小：ε =n 法拉第电磁感应定律㈡
带电粒子在电磁 复合场中的运动
电 阻
欧姆定律
I=
U R
电功率 P=IU 电热 Q=I2Rt
电阻定律
R=ρ
L S
定义 永磁体磁场 磁场的 产 生 电流磁场 通电螺线管磁场 磁感强度 磁场的 性 质 磁通量 直线电流磁场
B=
F IL
安培力 F=BIL 方向：左手定则 洛仑兹力 f=BqV 方向：左手定则
电磁波谱 无线电波、红外线、可见光、 紫外线、伦琴射线、r 射线，由低频到高 频，构成了范围非常广阔的电磁波谱。
它的运算符合平行四边形定则。 体的运动状态两个方面。
重力
由地球对物体的吸引而产生。方向：总是竖直向下。大小 G＝mg。g 为重力加速度，由于物体到地心的距离变化和地球自转的影
响，地球周围各地 g 值不同。在地球表面，南极与北极 g 值较大，赤道 g 值较小；通常取 g=9.8 米／秒 2。 重心的位置与物体的几何形状、质量分布有关。 任何两个物体之间的吸引力叫万有引力， F
G
三 种 常 见 的 力
Mm R2
。通常取引力常量 G＝6.67×10-11 牛·米 2／千克 2。物体的重力可以认为是
地球对物体的万有引力。
弹力
弹力产生在直接接触并且发生了形变的物体之间。支持面上作用的弹力垂直于支持面；绳上作用的弹力沿着绳的收缩方向。
胡克定律 F=kx，k 称弹簧劲度系数。
滑动摩擦力 摩 擦 力
单位:韦伯/米 2（特）
mv 2m ,T= Bq Bq
磁 学
产生 条件 导体切割磁感线运动 法拉第电磁感应定律㈠
大小：ε =BLV 方向：右手定则 大小：ε =n 法拉第电磁感应定律㈡
高中物理原子物理课件.ppt
(2)三种射线
种类 实质 带电量 速度
贯穿本领
对空气的 电离作用
α射线 高速氦核流
2e 0.1c 最弱， 用纸能挡住
β射线 高速电子流
－e 0.99c 较强，穿透几 毫米厚的铝板
γ射线 光子
0 c 最强，穿透几 厘米厚的铅板
最强
较弱
最弱
(3)原子核的衰变 α 衰变与 β 衰变方程(电荷数守恒、质量数守恒) α 衰变：AZX―→AZ－－24Y＋42He(2 个质子和 2 个中子结合成 一整体射出)，在磁场中衰变后形成两个外切圆，大圆对应 α 粒子。 β 衰变：AZX―→ Z＋A1Y＋－01e(中子转化为质子和电子)，在 磁场中衰变后形成两个内切圆，大圆对应 β 粒子。 α 衰变和 β 衰变次数的确定方法：先由质量数守恒确定 α 衰变的次数，再由核电荷数守恒确定 β 衰变的次数。
2．研究能级跃迁问题时，将光子和实物粒子混淆。 3．对半衰期的统计规律不理解。 4．书写核反应方程时误将“―→”写成“＝”。 5．混淆质量数与质量两个不同的概念。 6．误以为一个原子核在一次衰变中可同时放出 α、β 和 γ 三种射线。 7．误以为只要有核反应发生，就一定会释放出核能。
[保温训练·试一试]
(6)爱因斯坦质能方程：E＝mc2。 核能的计算 ①若 Δm 以千克为单位，则 ΔE＝Δmc2。 ② 若 Δm 以 原 子 的 质 量 单 位 u 为 单 位 ， 则 ΔE ＝ Δm×931.5 MeV。 质量亏损 Δm：组成原子核的核子的质量与原子核的质 量之差。
[易错易混·醒一醒]
1．在氢原子跃迁中，混淆一个和一群处于激发态的氢原 子发出的光谱线条数。
1．(2017·江西吉安一中段考)用如图所示装置
研究光电效应现象，阴极 K 与滑动变阻器
原子物理学PPT课件
.
18
原子物理学
第九章 分子结构与分子光谱
9.2 分子光谱和分子能级
二、分子内部的运动状态及能级分类
3、分子的转动和转动能级
这是分子的整体转动，对双原子分子要考虑的转动是 转动轴通过分子质量中心并垂直于分子轴(原子核间的联线) 的转动。对多原子分子的转动，如果分子的对称性高，也 可以进行研究。转动能量也是量子化的，但比前二种能量 要小得多，转动能级的间隔只相当于波长是毫米或厘米的 数量级。
以上简单地叙述了原子结成分子的几种方式。
.
15
原子物理学
第九章 分子结构与分子光谱
9.2 分子光谱和分子能级
从分子的光谱可以研究分子的结构，分子光谱比原子 光谱要复杂得多。就波长的范围说，分子光谱可以有如下 三类别。
一、分子光谱的类别
（1）远红外光谱，波长是厘米或毫米的数量级。
（2）近红外光谱，波长是构与分子光谱
9.2 分子光谱和分子能级
二、分子内部的运动状态及能级分类
2、构成分子的诸原子之间的振动和振动能级
这也就是原子核带同周围的电子的振动，在9.1 节已 经提到双原子分子沿着轴线振动。多原子分子的振动就比 较复杂，是多种振动方式的叠加。振动的能量是量子化的， 振动能级的间隔比电子能级的间隔小。如果只有振动能级 的跃迁，而没有电子能级的跃迁，所产生的光谱是在近红 外区，波长是几个微米的数量级。
起着势能作用。这个“势能”随原子核距离的变化如果
出现最低值，分子就能构成，如果没有最低值，分子就
不能构成。
分子中的电子可以处在激发态，这也可以由分离原
子变到联合原子的相应激发态来考虑。同样也只有那些
“势能”随原子核距离的变化具有最低值的才是分子的
原子物理学_课件PPT课件
总的微分散射截面
d ' md nAtd
第35页/共48页
d
dN I
a 4
2
1
sin4
d
2
d ' md dN '
I
d
'
nAt
a 4
2
1
sin4
d
2
dN ' I
nAt
a 4
2
1
sin 4
d
dN '
AId
nt
a 4
2
1
sin 4
2
2
dN '
Nd
nt
a 4
2
1
sin4
第12页/共48页
Sir Joseph John Thomson
汤姆逊被誉为:“一位最 先打开通向基本粒子物 理学大门的伟人.”
J.J. Thomson 1897 放电管
1906诺贝尔物理学奖
第13页/共48页
加电场E后，射线偏转， 阴极射线带负电。
再加磁场B后，射线不偏转， qB qE E / B 。
第8页/共48页
1833年 法拉第电解定律
W M Q F
1857年德国玻璃工海因里希·盖斯勒发明了更好的泵来抽 真空，由此发明了盖斯勒管
1858德国普吕克利用“盖斯勒管”研究气体放电，辉光现 象随磁场变化改变形状
1869其学生西多夫10万分之一大气压下，物体置入阴极 与荧光屏之间会有影子，射线起源于阴极，射线直线传播
第3页/共48页
机械原子学说 17世纪 Newton
原子
有质量的球形微粒 通过吸引力机械地结合成宏观物体
原子的运动是机械位移，遵守力学定律
d ' md nAtd
第35页/共48页
d
dN I
a 4
2
1
sin4
d
2
d ' md dN '
I
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'
nAt
a 4
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第12页/共48页
Sir Joseph John Thomson
汤姆逊被誉为:“一位最 先打开通向基本粒子物 理学大门的伟人.”
J.J. Thomson 1897 放电管
1906诺贝尔物理学奖
第13页/共48页
加电场E后，射线偏转， 阴极射线带负电。
再加磁场B后，射线不偏转， qB qE E / B 。
第8页/共48页
1833年 法拉第电解定律
W M Q F
1857年德国玻璃工海因里希·盖斯勒发明了更好的泵来抽 真空，由此发明了盖斯勒管
1858德国普吕克利用“盖斯勒管”研究气体放电，辉光现 象随磁场变化改变形状
1869其学生西多夫10万分之一大气压下，物体置入阴极 与荧光屏之间会有影子，射线起源于阴极，射线直线传播
第3页/共48页
机械原子学说 17世纪 Newton
原子
有质量的球形微粒 通过吸引力机械地结合成宏观物体
原子的运动是机械位移，遵守力学定律
《原子物理学》PPT课件
R
40 2Z 1.44fmMeV/0.1nm 3105 Z rad
E (MeV)
E
15
1-2-3 解释 粒子散射实验(4)
• 带正电物质散射（汤氏模型）(4)
–电子对α粒子的偏转的贡献（对头撞）(1)
动量、动能守恒
m v0 m v1 meve ,
1 2
m v02
1 2
m v12
1 2
meve2
2
28
1-3-2 卢瑟福公式的推导 (3)
• 空心圆锥体的立体角 ~ d
ds 2 r sin rd ;
d
ds r2
2
sin d
2 b | db
A
|
a2d 16 Asin4
2
29
1-3-2 卢瑟福公式的推导 (4)
• 薄箔内有许多环: 核 ~ 环;
• 薄箔体积: At; 薄箔环数: Atn • 粒子打在Atn环上,散射角 相同
• 一个粒子打在薄箔
上被散射到 ~ -d
的几率
dp(
)
16
a2d
4
Asin
nAt
2
30
1-3-2 卢瑟福公式的推导 (5)
• N个粒子打在薄箔上测量到 ~ -d 的粒子数
dN
N a2d 16 A sin 4
nAt
ntN
1
4 0
Z1Z2e2 4E
2
d
sin4
2
2
• 微分截面(卢瑟福公式)
–重复散射也不会产生大角度
• 重复散射为随机, 平均之后不会朝一个方向 特别不会稳定地朝某一方向散射
–汤姆逊原子模型与实验不符!
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40 2Z 1.44fmMeV/0.1nm 3105 Z rad
E (MeV)
E
15
1-2-3 解释 粒子散射实验(4)
• 带正电物质散射（汤氏模型）(4)
–电子对α粒子的偏转的贡献（对头撞）(1)
动量、动能守恒
m v0 m v1 meve ,
1 2
m v02
1 2
m v12
1 2
meve2
2
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1-3-2 卢瑟福公式的推导 (3)
• 空心圆锥体的立体角 ~ d
ds 2 r sin rd ;
d
ds r2
2
sin d
2 b | db
A
|
a2d 16 Asin4
2
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1-3-2 卢瑟福公式的推导 (4)
• 薄箔内有许多环: 核 ~ 环;
• 薄箔体积: At; 薄箔环数: Atn • 粒子打在Atn环上,散射角 相同
• 一个粒子打在薄箔
上被散射到 ~ -d
的几率
dp(
)
16
a2d
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Asin
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2
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1-3-2 卢瑟福公式的推导 (5)
• N个粒子打在薄箔上测量到 ~ -d 的粒子数
dN
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nAt
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1
4 0
Z1Z2e2 4E
2
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2
2
• 微分截面(卢瑟福公式)
–重复散射也不会产生大角度
• 重复散射为随机, 平均之后不会朝一个方向 特别不会稳定地朝某一方向散射
–汤姆逊原子模型与实验不符!
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原子物理学 .ppt
7
• 由气体动理论知，1 mol 原子物质含有的原子数是
（阿伏伽德罗常数） • 因此可由原子的相对质量求出原子的质量,如最轻的氢
原子质量约为 1.671027 kg • 可估计出原子的半径是0.1nm(1010 m)量级。(这些是
其外部特征)
深层的问题：
原子的组分？ 原子的结构？ 原子的内部运动？ 原子各组分间的相互作用?
2
课程说明
• 原子物理学是20世纪初开始形成的一门学科，主要研究 物质结构的“原子”层次。原子物理学的发展导致量子 理论的发展，而量子力学又使原子物理学得以完善。
• 本课程注重智能方面的培养，力求讲清基本概念，而大 多数问题需经学生通过阅读思考去掌握。
• 本课程原则上采用SI单位制，同时在计算中广泛采用复
8
1.电子的发现
1833 年
1874 年1879 年 1881 年1897 年
1899 1年909 年
法拉弟电解定律：析出物质量正比于电解液电量 1mol一价离子所带电量为常数（法拉第常数）F
斯通尼（英）提出电荷的最小单位 e F NA
克鲁克斯(英)以实验说明阴极射线是带电粒子， 为电子的发现奠定基础 斯通尼命名电量子为电子
高真空放电管中的阴极 射线经狭缝约束后成一窄 束,窄束射线通过电场和磁 场后到达荧屏。从其偏转 判断所受电场力和磁场力, 从而算得电子的荷质比。
10
与真理“擦肩而过”的人们
• 在汤姆逊之前，赫兹（德）做的类似实验未发现 射线偏转（因高真空不易实现），误认为阴极射 线不带电。
• 休斯脱做过氢放电管中阴极射线偏转的研究，得 出阴极射线粒子的荷质比为氢离子的千倍以上， 但自己认为此结果是荒谬的，他认为射线粒子应 比氢原子大。
• 由气体动理论知，1 mol 原子物质含有的原子数是
（阿伏伽德罗常数） • 因此可由原子的相对质量求出原子的质量,如最轻的氢
原子质量约为 1.671027 kg • 可估计出原子的半径是0.1nm(1010 m)量级。(这些是
其外部特征)
深层的问题：
原子的组分？ 原子的结构？ 原子的内部运动？ 原子各组分间的相互作用?
2
课程说明
• 原子物理学是20世纪初开始形成的一门学科，主要研究 物质结构的“原子”层次。原子物理学的发展导致量子 理论的发展，而量子力学又使原子物理学得以完善。
• 本课程注重智能方面的培养，力求讲清基本概念，而大 多数问题需经学生通过阅读思考去掌握。
• 本课程原则上采用SI单位制，同时在计算中广泛采用复
8
1.电子的发现
1833 年
1874 年1879 年 1881 年1897 年
1899 1年909 年
法拉弟电解定律：析出物质量正比于电解液电量 1mol一价离子所带电量为常数（法拉第常数）F
斯通尼（英）提出电荷的最小单位 e F NA
克鲁克斯(英)以实验说明阴极射线是带电粒子， 为电子的发现奠定基础 斯通尼命名电量子为电子
高真空放电管中的阴极 射线经狭缝约束后成一窄 束,窄束射线通过电场和磁 场后到达荧屏。从其偏转 判断所受电场力和磁场力, 从而算得电子的荷质比。
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与真理“擦肩而过”的人们
• 在汤姆逊之前，赫兹（德）做的类似实验未发现 射线偏转（因高真空不易实现），误认为阴极射 线不带电。
• 休斯脱做过氢放电管中阴极射线偏转的研究，得 出阴极射线粒子的荷质比为氢离子的千倍以上， 但自己认为此结果是荒谬的，他认为射线粒子应 比氢原子大。
原子物理(全套480页PPT课件)
遏止电势表明光电子有一个初速度的上
限v0，其相应的动能为
1 2
m
v
2 0
eV0
1.28
（3）截止频率（红限）
结论（i）当改变入射光束频率时，遏 止电势V0 随之改变， V0~ 成线性 关系。
V0 0 0
（ii）当低于某一频 率0 时，V0 = 0 。这 时，不论光强多大，
光电效应不再发生。
频率0称为光电效应 的截止频率或频率的 红限。
着频率及波长的概念，光的能量 正比
于其频率 ，即：
= h
1.30
爱因斯坦公式：
根据爱因斯坦假说，光束照射在金属 上时，光子是一个个地打在上面，电 子吸收的能量为 W= h。
h
1 2
m v02
A
eV0
A
1.31
2.3，康普顿效应
在研究x射线与物质散射实验中证明 了x射线的粒子性，起作用的不仅是 光子的能量，而且还有它的动量。
max T b
1.21
b：维恩常数，实验值为 b = 0.289 cm.K
热辐射颜色随温度T变化：
T（K） 500 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 max（nm） 5760 2880 1440 960 720 580 480 410 360
1.5，维恩公式和瑞利－金斯公式
uT d
8h 3
c3
d
eh kBT
1
uT
d
8hc 5
ehc
d
kBT
1
1.26 1.27
kB：波耳兹曼常数； h ＝ 6.62610-34 J.s 普朗克常数
h >> kBT，普朗克公式 维恩公式 h << kBT，普朗克公式 R-J公式
《原子物理学第二章》PPT课件
R(,T ) f (,T ) =？
(,T )
基尔霍夫定律
黑体辐射
黑体是指在任何温度 下，全部吸收任何波 长的辐射的物体。
根据基尔霍夫定律，黑体 既是完全的吸收体，也是 理想的发射体。
(,T ) 1
f (,T ) R黑体 (,T )
注意：小孔才是 “绝对黑体”
实验中将开有小孔的空腔视为 黑体，使其恒温，测量从小孔 中辐射出来的各种波长范围的 单色辐出度与波长之间的关系。
h
4，光子照射到金属表面时，光子能量一次性被电
子吸收，无需积累时间， 1秒09
假设处于辐射场中的系统由大量包含各种固有频率
的谐振子组成，频率为 的谐振子的能量为， 的
取值只能是基本单元 0=h 的整数倍。
nh , n 1,2,3......
普朗克常数
h 6.626 10 34 J s
* 振子只能一份一份地按不连续方式辐射或吸收能量。
普朗克的能量量子化假设具有深刻、普遍的意义。 由宏观世界过渡到微观世界，以前都认为只不过是物理量 的数量变化，规律一样，但普朗克第一次揭示出物质微观 运动规律的基本特征-量子化。
波长的分布不同 （4）热辐射的能量与波长与温度有关 （5）辐射能来自原子或分子的无规热运动
能量，不发生内部状态的改变。
任何物体在任何温度下都要发射各种波长的电磁 波，并且其辐射能量的大小及辐射能量按波长的分 布都与温度有关。
2.几个概念
（1）单色辐出度 R(,T )
描写物体辐射本领的物理量。
表示在一定温度T下，单位时间内从物
爱因斯坦的光子理论
1，爱因斯坦于1905年提出光量子假设：
1）光是不连续的能量单元所组成的能量流 ，每一个能量单元称为光量子或光子，光
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