經(jīng)典輻射定律

1、15 - 1 經(jīng)典輻射定律經(jīng)典輻射定律 固體或液體，在任何溫度下都在發(fā)射各種波長(zhǎng)固體或液體，在任何溫度下都在發(fā)射各種波長(zhǎng) 的電磁波，這種由于物體中的分子、原子受到激發(fā)的電磁波，這種由于物體中的分子、原子受到激發(fā) 而發(fā)射電磁波的現(xiàn)象稱為而發(fā)射電磁波的現(xiàn)象稱為熱輻射熱輻射。所輻射電磁波的。所輻射電磁波的 特征僅與溫度有關(guān)。特征僅與溫度有關(guān)。 固體在溫度升高時(shí)顏色的變化固體在溫度升高時(shí)顏色的變化 14001400K K800800K K 10001000K K 12001200K K 1、熱輻射熱輻射 熱輻射體中原子和分子不發(fā)生運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化；熱輻射體中原子和分子不發(fā)生運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化； 熱輻射能量來自物

2、體的熱運(yùn)動(dòng)熱輻射能量來自物體的熱運(yùn)動(dòng)； 在任何溫度下（不是絕對(duì)零度）輻射連續(xù)光譜。在任何溫度下（不是絕對(duì)零度）輻射連續(xù)光譜。 發(fā)射本領(lǐng)和吸收本領(lǐng)發(fā)射本領(lǐng)和吸收本領(lǐng) 發(fā)射本領(lǐng)（發(fā)射本領(lǐng)（單色輻射出射度單色輻射出射度）：）： 是用來描述輻射物體發(fā)射能量的能力的物理量。是用來描述輻射物體發(fā)射能量的能力的物理量。 1ds 1d ,d (1)(1)單色輻射出射度單色輻射出射度:),(TM 單色輻出度：?jiǎn)紊棾龆龋簻囟葹闇囟葹門的熱輻射體，的熱輻射體， 單位時(shí)間內(nèi)從物體單位面積向各個(gè)單位時(shí)間內(nèi)從物體單位面積向各個(gè) 方向發(fā)射的、在波長(zhǎng)方向發(fā)射的、在波長(zhǎng)+ 范圍的能量為范圍的能量為: 叫做物體在溫度為叫做物體

3、在溫度為T時(shí)，發(fā)射波長(zhǎng)為時(shí)，發(fā)射波長(zhǎng)為的的單色輻射單色輻射 出射度。出射度。 其中，其中， dTMdW),( d dW TM),( .),()( 0 0 dTMdWTM 1ds .0: dW Wd TA ),( 6 單色吸收比單色吸收比 ( ,T) ： 溫度為溫度為T的物體吸收波長(zhǎng)在的物體吸收波長(zhǎng)在 到到 +d 范圍內(nèi)的電磁波能量與相應(yīng)波長(zhǎng)的入射電磁范圍內(nèi)的電磁波能量與相應(yīng)波長(zhǎng)的入射電磁 波能量之比波能量之比 。 單色反射比單色反射比r ( ,T) ： 溫度為溫度為T的物體反射波長(zhǎng)在的物體反射波長(zhǎng)在 到到 +d 范圍內(nèi)的電磁波能量與相應(yīng)波長(zhǎng)的入射電磁波范圍內(nèi)的電磁波能量與相應(yīng)波長(zhǎng)的入射電磁波

4、能量之比。能量之比。 1),(),(TrT兩者關(guān)系兩者關(guān)系 假如有一個(gè)物體在任何溫度下對(duì)假如有一個(gè)物體在任何溫度下對(duì) 任何波長(zhǎng)的入射輻射能的吸收比任何波長(zhǎng)的入射輻射能的吸收比 都等于都等于1，即，即 0 ( , T ) = 1，這種，這種 理想物體為理想物體為絕對(duì)黑體絕對(duì)黑體,簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱黑體黑體。 空腔的電磁輻射就可以認(rèn)為是黑體輻射?？涨坏碾姶泡椛渚涂梢哉J(rèn)為是黑體輻射。 能全部吸收各種波長(zhǎng)的電磁波而不發(fā)生反射能全部吸收各種波長(zhǎng)的電磁波而不發(fā)生反射 的物體稱為的物體稱為絕對(duì)黑體絕對(duì)黑體。簡(jiǎn)稱黑體。簡(jiǎn)稱黑體 不透明的材料制成帶小孔的的空腔不透明的材料制成帶小孔的的空腔, ,可近似看可近似看 作作黑體

5、黑體。 研究黑體輻射的規(guī)律研究黑體輻射的規(guī)律 是了解一般物體熱輻射性是了解一般物體熱輻射性 質(zhì)的基礎(chǔ)。因?yàn)楹隗w的單質(zhì)的基礎(chǔ)。因?yàn)楹隗w的單 色幅出度僅與波長(zhǎng)和溫度色幅出度僅與波長(zhǎng)和溫度 有關(guān)，與材料，表面情況有關(guān)，與材料，表面情況 無關(guān)。它反映了輻射本身無關(guān)。它反映了輻射本身 的規(guī)律。的規(guī)律。 黑體模型黑體模型 ).,( ),( ),( Tf TA TM ),(Tf .1),(TA b ),(),( ),( ),( TfTM TA TM b b b 在相同的溫度下，黑體的吸收本領(lǐng)最大，因在相同的溫度下，黑體的吸收本領(lǐng)最大，因 而輻射本領(lǐng)也最大。而輻射本領(lǐng)也最大。 ),(),(TfTM b 170

6、0K 1500K 1300K 1100K 0 1 2 3 4 5 )( m 絕對(duì)黑體的輻出度按波長(zhǎng)分布曲線絕對(duì)黑體的輻出度按波長(zhǎng)分布曲線 實(shí)驗(yàn)曲線實(shí)驗(yàn)曲線 二二 黑體的經(jīng)典輻射定律黑體的經(jīng)典輻射定律 )(),( 12 mcmJTM 由實(shí)驗(yàn)及理論都可以得到由實(shí)驗(yàn)及理論都可以得到斯忒藩斯忒藩玻爾茲曼定律玻爾茲曼定律 0 0 ),()(dTMTM 曲線下的面積等于絕對(duì)黑體在一曲線下的面積等于絕對(duì)黑體在一 定溫度下的輻射出射度定溫度下的輻射出射度即：即： )( 0 TM 428 1067. 5 KmW 斯忒藩常數(shù)斯忒藩常數(shù) 4 0 0 ),()(TdTMTM ),(TM 維恩位移定律維恩位移定律: 維

7、恩位移定律指出維恩位移定律指出：當(dāng)絕對(duì)黑體的溫度升高時(shí)，：當(dāng)絕對(duì)黑體的溫度升高時(shí)， 單色輻出度單色輻出度最大值最大值向短波方向移動(dòng)。向短波方向移動(dòng)。 最大值所對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)為最大值所對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)為),(TM m 峰值波長(zhǎng)峰值波長(zhǎng) bT m Kmb 3 1089. 2 ),(TM m 例例 假設(shè)太陽表面的特性和黑體等效，測(cè)得太陽假設(shè)太陽表面的特性和黑體等效，測(cè)得太陽 表面單色輻出度的最大值所對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)為表面單色輻出度的最大值所對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)為465nm。 試估計(jì)太陽表面的溫度和單位面積上的輻射功率試估計(jì)太陽表面的溫度和單位面積上的輻射功率 解解 ： bT m k b T m 6323 274 0 1055

8、2. 8)(mWTTM 15 16 問題：如何從理論上找到符合實(shí)驗(yàn)曲線的函數(shù)式問題：如何從理論上找到符合實(shí)驗(yàn)曲線的函數(shù)式 ？ T C b eCTM 2 5 1 ),( 這個(gè)公式與實(shí)驗(yàn)曲線短波長(zhǎng)處符合得很好，這個(gè)公式與實(shí)驗(yàn)曲線短波長(zhǎng)處符合得很好， 但在波長(zhǎng)很長(zhǎng)處與實(shí)驗(yàn)曲線相差較大。但在波長(zhǎng)很長(zhǎng)處與實(shí)驗(yàn)曲線相差較大。 7- 3 普朗克輻射公式普朗克輻射公式 能量子能量子 ),(),(TfTM b kT c TM kT c TM b b 4 2 2 2 ),( 2 ),( ，或者 這個(gè)公式在波長(zhǎng)很長(zhǎng)處與實(shí)驗(yàn)曲線比較相近，這個(gè)公式在波長(zhǎng)很長(zhǎng)處與實(shí)驗(yàn)曲線比較相近， 但在短波區(qū)，按此公式，但在短波區(qū)，按此

9、公式， 將隨波長(zhǎng)趨向?qū)㈦S波長(zhǎng)趨向 于零而趨向無窮大的荒謬結(jié)果，即于零而趨向無窮大的荒謬結(jié)果，即“紫外災(zāi)難紫外災(zāi)難”。 ),(TM b o 實(shí)驗(yàn)值實(shí)驗(yàn)值 /m 維恩線維恩線 瑞利瑞利-金斯線金斯線 紫紫 外外 災(zāi)災(zāi) 難難 普普 朗朗 克克 線線 12345678 ),(TM b 維恩公式和瑞利維恩公式和瑞利- -金斯公式都是用經(jīng)典物理學(xué)金斯公式都是用經(jīng)典物理學(xué) 的方法來研究熱輻射所得的結(jié)果，都與實(shí)驗(yàn)結(jié)果不的方法來研究熱輻射所得的結(jié)果，都與實(shí)驗(yàn)結(jié)果不 符，明顯地暴露了經(jīng)典物理學(xué)的缺陷。黑體輻射實(shí)符，明顯地暴露了經(jīng)典物理學(xué)的缺陷。黑體輻射實(shí) 驗(yàn)是物理學(xué)晴朗天空中驗(yàn)是物理學(xué)晴朗天空中一朵令人不安的烏云

10、。一朵令人不安的烏云。 為了解決上述困難，普朗克提出了一個(gè)著名的為了解決上述困難，普朗克提出了一個(gè)著名的 能量子假設(shè)能量子假設(shè)。 普朗克的量子假說普朗克的量子假說 普朗克公式普朗克公式 普朗克在能量子假說的基礎(chǔ)上，普朗克在能量子假說的基礎(chǔ)上，利用內(nèi)利用內(nèi) 插法將適用于短波的維恩公式和適用于長(zhǎng)波插法將適用于短波的維恩公式和適用于長(zhǎng)波 的瑞利的瑞利- -金斯公式銜接起來，金斯公式銜接起來， 提出并確立了提出并確立了 一個(gè)新的公式：一個(gè)新的公式： 1 1 2),( 52 kT hc b e hcTM sJh 34 106260755. 6 普朗克常數(shù)普朗克常數(shù) ！ 這一公式稱為這一公式稱為普朗克公式

11、。普朗克公式。它與實(shí)驗(yàn)結(jié)它與實(shí)驗(yàn)結(jié) 果符合得好果符合得好 ！ 參見上圖。參見上圖。 普朗克公式還可以用頻率表示為：普朗克公式還可以用頻率表示為： 1 12 ),( 2 3 kT h b e c h TM 普朗克得到上述公式后意識(shí)到，如果僅僅普朗克得到上述公式后意識(shí)到，如果僅僅 是一個(gè)僥幸揣測(cè)出來的內(nèi)插公式，其價(jià)值只能是一個(gè)僥幸揣測(cè)出來的內(nèi)插公式，其價(jià)值只能 是有限的。必須尋找這個(gè)公式的理論根據(jù)。他是有限的。必須尋找這個(gè)公式的理論根據(jù)。他 經(jīng)過深入研究后發(fā)現(xiàn)：必須使諧振子的能量取經(jīng)過深入研究后發(fā)現(xiàn)：必須使諧振子的能量取 分立值，才能得到上述普朗克公式。分立值，才能得到上述普朗克公式。 能量子假說

12、：能量子假說： 1.1.輻射黑體分子、原子的振動(dòng)可看作諧振子，這些諧輻射黑體分子、原子的振動(dòng)可看作諧振子，這些諧 振子可以發(fā)射和吸收輻射能。振子可以發(fā)射和吸收輻射能。 2.2.這些諧振子的能量不能連續(xù)變化（象經(jīng)典物理學(xué)所這些諧振子的能量不能連續(xù)變化（象經(jīng)典物理學(xué)所 允許的可具有任意值）。只能取一些分立值，這些分允許的可具有任意值）。只能取一些分立值，這些分 立值是某一最小能量立值是某一最小能量（稱為能量子）的整數(shù)倍，即稱為能量子）的整數(shù)倍，即 ：1, 2, 3, . 1, 2, 3, . n n。n n為正整數(shù)為正整數(shù), ,稱為稱為量子數(shù)量子數(shù) 。 頻率為頻率為的諧振子最小能量為：的諧振子最小

13、能量為： 能量能量 量子量子經(jīng)典經(jīng)典 h 振子在輻射或吸收能量時(shí)，從一個(gè)狀態(tài)躍遷到振子在輻射或吸收能量時(shí)，從一個(gè)狀態(tài)躍遷到 另一個(gè)狀態(tài)。在能量子假說基礎(chǔ)上，普朗克由玻另一個(gè)狀態(tài)。在能量子假說基礎(chǔ)上，普朗克由玻 爾茲曼分布律和經(jīng)典電動(dòng)力學(xué)理論，得到黑體的爾茲曼分布律和經(jīng)典電動(dòng)力學(xué)理論，得到黑體的 單色輻出度，即普朗克公式單色輻出度，即普朗克公式。 能量子的概念是非常新奇的，它沖破了傳統(tǒng)能量子的概念是非常新奇的，它沖破了傳統(tǒng) 的概念，揭示了微觀世界中一個(gè)重要規(guī)律，開創(chuàng)的概念，揭示了微觀世界中一個(gè)重要規(guī)律，開創(chuàng) 了物理學(xué)的一個(gè)全新領(lǐng)域。由于普朗克發(fā)現(xiàn)了能了物理學(xué)的一個(gè)全新領(lǐng)域。由于普朗克發(fā)現(xiàn)了能 量

14、子，對(duì)建立量子理論作出了卓越貢獻(xiàn)，獲量子，對(duì)建立量子理論作出了卓越貢獻(xiàn)，獲19181918 年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。 25 26 光電效應(yīng)光電效應(yīng) 當(dāng)波長(zhǎng)較短的可當(dāng)波長(zhǎng)較短的可 見光或紫外光照射到某些見光或紫外光照射到某些 金屬表面上時(shí)金屬表面上時(shí), ,金屬中的電金屬中的電 子就會(huì)從光中吸取能量而子就會(huì)從光中吸取能量而 從表面逸出的現(xiàn)象。從表面逸出的現(xiàn)象。 1. 1. 光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律 入射光線入射光線 O OO O O OO O O OO O V V G G A AK K B B O OO O 光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置 金屬板釋放的電子稱金屬板釋放的電

15、子稱 為為光電子光電子, ,光電子在電場(chǎng)作光電子在電場(chǎng)作 用下在回路中形成光電流。用下在回路中形成光電流。 16-2 光電效應(yīng)光電效應(yīng) 愛因斯坦光量子理論愛因斯坦光量子理論 28 29 結(jié)論結(jié)論1 1： 單位時(shí)間單位時(shí)間 內(nèi)，受光照的金屬內(nèi)，受光照的金屬 板釋放出來的板釋放出來的光電光電 子數(shù)和入射光的強(qiáng)子數(shù)和入射光的強(qiáng) 度成正比。度成正比。 實(shí)驗(yàn)表明：在一定強(qiáng)度的單色光照射下實(shí)驗(yàn)表明：在一定強(qiáng)度的單色光照射下, ,光電流隨加光電流隨加 速電勢(shì)差的增加而增大速電勢(shì)差的增加而增大, ,但當(dāng)加速電勢(shì)差增加到一定但當(dāng)加速電勢(shì)差增加到一定 量值時(shí)量值時(shí), ,光電流達(dá)飽和值光電流達(dá)飽和值 ，如果再增加光

16、的強(qiáng)度，如果再增加光的強(qiáng)度 ，相應(yīng)的，相應(yīng)的 也增大。也增大。 O 光強(qiáng)較弱光強(qiáng)較弱 光強(qiáng)較強(qiáng)光強(qiáng)較強(qiáng) 光電效應(yīng)的伏安特性曲線光電效應(yīng)的伏安特性曲線 m I m I m I g V V I 31 32 33 （2 2）遏止電勢(shì)差）遏止電勢(shì)差 如果使負(fù)的電勢(shì)差足夠大，從如果使負(fù)的電勢(shì)差足夠大，從 而使由金屬板表面釋放出的具有最大速度的電子而使由金屬板表面釋放出的具有最大速度的電子 也不能到達(dá)陽極時(shí)，光電流便降為零，此外加電也不能到達(dá)陽極時(shí)，光電流便降為零，此外加電 勢(shì)差的絕對(duì)值勢(shì)差的絕對(duì)值 叫叫遏止電勢(shì)差遏止電勢(shì)差。 gm eVmv 2 2 1 實(shí)驗(yàn)表明：遏止電勢(shì)差與光強(qiáng)度無關(guān)。參見下圖實(shí)驗(yàn)表明

17、：遏止電勢(shì)差與光強(qiáng)度無關(guān)。參見下圖 ！ 結(jié)論結(jié)論2 2：光電子從金屬表面逸出時(shí)具有一定的動(dòng)能，光電子從金屬表面逸出時(shí)具有一定的動(dòng)能， 最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無關(guān)。最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無關(guān)。 g V 0 V 中 I 小 I I V 0 大 I )( 0 KVg S C a N a C Z H 14 10/ 0 .4 0 .60 . 80 .10 0 . 0 0 .1 0 .2 遏止電勢(shì)差與頻率的關(guān)系遏止電勢(shì)差與頻率的關(guān)系 )( 0 （3）遏止頻率）遏止頻率（又稱紅限）（又稱紅限） 實(shí)驗(yàn)表明：當(dāng)光頻率實(shí)驗(yàn)表明：當(dāng)光頻率 小于某最小值小于某最小值 時(shí)，無光電子逸出。稱此頻率為時(shí)，無光電子逸出。

18、稱此頻率為 該金屬的光電效應(yīng)截止頻率。遏止電勢(shì)差該金屬的光電效應(yīng)截止頻率。遏止電勢(shì)差 和入和入 射光的頻率之間具有線性關(guān)系：射光的頻率之間具有線性關(guān)系： 0 ，K 是圖線的斜率；是圖線的斜率； 是圖線在橫軸上的截距 0 g V VVg/ 03 V 02 V 01 V 大 中 小 V I 0 K 為不隨金屬性質(zhì)不同而改變的普適恒量為不隨金屬性質(zhì)不同而改變的普適恒量 00 2 )( 2 1 ekeKeKmvm 這說明，最大初動(dòng)能隨入射光的頻率線性地增這說明，最大初動(dòng)能隨入射光的頻率線性地增 加，要使光所照射的金屬釋放電子，加，要使光所照射的金屬釋放電子， 入射光的入射光的 頻率必須滿足：頻率必須滿

19、足： 0 稱為光電效應(yīng)的紅限（遏止頻率）稱為光電效應(yīng)的紅限（遏止頻率） 0 （4 4）弛豫時(shí)間）弛豫時(shí)間 實(shí)驗(yàn)表明，從入射光實(shí)驗(yàn)表明，從入射光 開始照射直到金屬釋放出電子，無論光開始照射直到金屬釋放出電子，無論光 的強(qiáng)度如何，這段時(shí)間很短，不會(huì)超過的強(qiáng)度如何，這段時(shí)間很短，不會(huì)超過 。 結(jié)論結(jié)論 3 3：光電子從金屬表面逸出時(shí)的最光電子從金屬表面逸出時(shí)的最 大初始動(dòng)能與入射光的頻率成線性關(guān)系大初始動(dòng)能與入射光的頻率成線性關(guān)系. . 當(dāng)入射光的頻率小于當(dāng)入射光的頻率小于 時(shí)，不管照射時(shí)，不管照射 光的強(qiáng)度多大、照射時(shí)間有多長(zhǎng)，也不光的強(qiáng)度多大、照射時(shí)間有多長(zhǎng)，也不 會(huì)產(chǎn)生光電效應(yīng)。會(huì)產(chǎn)生光電效應(yīng)

20、。 s 9 10 0 40 41 二二.經(jīng)典物理學(xué)所遇到的困難經(jīng)典物理學(xué)所遇到的困難 42 光波的能量分布在波面上光波的能量分布在波面上, ,陰極電子積累能量，克服陰極電子積累能量，克服 1.1.普朗克假定是不協(xié)調(diào)的普朗克假定是不協(xié)調(diào)的 三三. .愛因斯坦的光量子論愛因斯坦的光量子論 經(jīng)典電磁理論認(rèn)為經(jīng)典電磁理論認(rèn)為: :光波的強(qiáng)度與頻率無關(guān)光波的強(qiáng)度與頻率無關(guān), ,電子電子 吸收的能量也與頻率無關(guān)吸收的能量也與頻率無關(guān), ,更更不存在截止頻率！不存在截止頻率！ 逸出功逸出功需要一段時(shí)間需要一段時(shí)間, ,光電效應(yīng)就不可能瞬時(shí)發(fā)生光電效應(yīng)就不可能瞬時(shí)發(fā)生! ! 只涉及光的發(fā)射或吸收只涉及光的發(fā)射

21、或吸收, ,未涉及輻射在空間的傳播未涉及輻射在空間的傳播. . 2.2.愛因斯坦光量子假設(shè)愛因斯坦光量子假設(shè)(1905)(1905) 電磁輻射由以光速電磁輻射由以光速c c 運(yùn)動(dòng)的局限于空間某一小范圍運(yùn)動(dòng)的局限于空間某一小范圍 的光量子（光子）組成的光量子（光子）組成 = h 光量子具有光量子具有“整體性整體性” 粒子性粒子性. . 愛因斯坦從普朗克的能量子假設(shè)中得到啟發(fā)愛因斯坦從普朗克的能量子假設(shè)中得到啟發(fā), ,他他 假定光在空間傳播時(shí)假定光在空間傳播時(shí), ,也具有粒子性也具有粒子性, ,想象一束光是想象一束光是 一束以一束以 運(yùn)動(dòng)的粒子流運(yùn)動(dòng)的粒子流 , ,這些粒子稱為光量子這些粒子稱為光

22、量子, ,現(xiàn)現(xiàn) 在稱為在稱為光子光子, ,每一光子的每一光子的 能量為能量為 , ,光的能光的能 流密度決定于單位時(shí)間內(nèi)通過該單位面積的光子數(shù)。流密度決定于單位時(shí)間內(nèi)通過該單位面積的光子數(shù)。 根據(jù)光子理論根據(jù)光子理論, ,光電效應(yīng)可解釋如下光電效應(yīng)可解釋如下: :當(dāng)金屬中當(dāng)金屬中 一個(gè)自由電子從入射光中吸收一個(gè)光子后一個(gè)自由電子從入射光中吸收一個(gè)光子后, ,就獲得能就獲得能 量量 , ,如果如果 大于電子從金屬表面逸出時(shí)所需大于電子從金屬表面逸出時(shí)所需 的逸出功的逸出功 , ,這個(gè)電子就會(huì)從金屬中逸出。這個(gè)電子就會(huì)從金屬中逸出。 c h hh W 44 45 光子及光量子光子及光量子能量能量:

23、 = h 質(zhì)量質(zhì)量: 22 c h c m 光子總是以光速光子總是以光速c 運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng),因此光子是相對(duì)論粒子因此光子是相對(duì)論粒子. m0=0, 光子無靜質(zhì)量光子無靜質(zhì)量. 動(dòng)量動(dòng)量:由相對(duì)論關(guān)系由相對(duì)論關(guān)系: 2 0 222 EcpE E0=m0c2=0 得得 E = pc也可寫為也可寫為 h c h c E p 光的波粒二象性光的波粒二象性: h phE , 光在傳播過程中光在傳播過程中,波動(dòng)性波動(dòng)性( , )表現(xiàn)比較顯著表現(xiàn)比較顯著;當(dāng)光與物當(dāng)光與物 質(zhì)相互作用時(shí)質(zhì)相互作用時(shí),粒子性粒子性(E, p)表現(xiàn)比較顯著表現(xiàn)比較顯著. 46 47 48 49 3. 對(duì)光電效應(yīng)的解釋對(duì)光電效應(yīng)的解釋

24、50 Wmvh 2 2 1 當(dāng)當(dāng) W/h時(shí)時(shí). .不發(fā)生光電效應(yīng)不發(fā)生光電效應(yīng)紅限頻率紅限頻率 h W 0 光電效應(yīng)方程光電效應(yīng)方程 入射光子能量入射光子能量 光電子初動(dòng)能光電子初動(dòng)能 金屬逸出功金屬逸出功 入射光強(qiáng)增大入射光強(qiáng)增大光子數(shù)增多光子數(shù)增多光電子增多光電子增多光電流大光電流大 電子初動(dòng)能與頻率成正比電子初動(dòng)能與頻率成正比. 電子一次吸收一個(gè)光子電子一次吸收一個(gè)光子,不需要時(shí)間累積不需要時(shí)間累積瞬時(shí)性瞬時(shí)性. 0 2 2 1 UKeeUmv c 0 eUeK 比較得比較得:h = eK, W = eU0 v 從方程可以看出光電子初動(dòng)能和照射從方程可以看出光電子初動(dòng)能和照射 光的頻率成

25、線性關(guān)系。與實(shí)驗(yàn)方程比較光的頻率成線性關(guān)系。與實(shí)驗(yàn)方程比較 可得普適恒量可得普適恒量 K 的值。的值。 Whmvm 2 2 1 )( 0 eKeVg e h K 由于愛因斯坦提出的光子假說成功地說明了光電由于愛因斯坦提出的光子假說成功地說明了光電 效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律, ,榮獲榮獲19211921年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。 v 從光電效應(yīng)方程中，當(dāng)初動(dòng)能為零時(shí)，從光電效應(yīng)方程中，當(dāng)初動(dòng)能為零時(shí)， 可得到紅限頻率：可得到紅限頻率： h W 0 eKWeKh,或 例例 在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，測(cè)得金屬得截止電壓和在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，測(cè)得金屬得截止電壓和 入射光的頻率對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)如下入射光的頻率

26、對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)如下: )(VVg )10( 14 Hz 541. 0637. 0714. 0 809. 0878. 0 644. 5303. 6888. 5098. 6501. 6 試用作圖法求：試用作圖法求：1.該金該金 屬光電效應(yīng)的紅線頻率屬光電效應(yīng)的紅線頻率 2.普朗普朗 克常量克常量 S C Z H 14 10/ 0 . 4 0 . 5 0 . 6 0 . 0 5 .0 0 .1 Hz 14 0 10267. 4. 1由圖讀出 2.由圖求得直線的斜率由圖求得直線的斜率: )(1091. 3 5 sVK )(1026. 6 34 sJeKh VVg/ 例例 波長(zhǎng)波長(zhǎng)= 4.0= 4.01010

27、-7 -7m m 單色光照射到金屬銫上，單色光照射到金屬銫上， 求銫所釋放的光電子最大初速度。求銫所釋放的光電子最大初速度。 Whm m 2 2 1 利用關(guān)系式利用關(guān)系式: : 0 hWc 代入已知數(shù)據(jù)得到代入已知數(shù)據(jù)得到: : m/s1050.6 5 m 解：解： 銫原子紅限頻率銫原子紅限頻率 = 4.8 = 4.8101014 14 Hz Hz，根據(jù)愛根據(jù)愛 因斯坦光電效應(yīng)方程，光電子最大初動(dòng)能：因斯坦光電效應(yīng)方程，光電子最大初動(dòng)能： 0 0 2 2 1 h hc m m 解：解：(1) (1) 按照經(jīng)典電磁理論按照經(jīng)典電磁理論, ,照射到離光源照射到離光源d d處的半徑為處的半徑為r r

28、圓面圓面 積內(nèi)的功率是：積內(nèi)的功率是： 例例 有一功率有一功率P=1WP=1W的點(diǎn)光源的點(diǎn)光源, ,d=3md=3m處有一鉀薄片處有一鉀薄片. .假定鉀薄片中假定鉀薄片中 的電子可以在半徑的電子可以在半徑r=0.5r=0.51010-10 -10m m的圓面積范圍內(nèi)收集能量 的圓面積范圍內(nèi)收集能量, ,已知已知 鉀的逸出功為鉀的逸出功為W=1.8eV,(1)W=1.8eV,(1)按照經(jīng)典電磁理論按照經(jīng)典電磁理論, ,計(jì)算電子從照射計(jì)算電子從照射 到逸出需要多長(zhǎng)時(shí)間到逸出需要多長(zhǎng)時(shí)間;(2);(2)如果光源發(fā)出波長(zhǎng)為如果光源發(fā)出波長(zhǎng)為 的的 單色光單色光, ,根據(jù)光子理論根據(jù)光子理論, ,求每單

29、位時(shí)間打到鉀片單位面積上有多求每單位時(shí)間打到鉀片單位面積上有多 少光子？少光子？ nm3 .589 WWPP m m d r 23 )3(4 )105 . 0( 4 1071 2 210 2 2 假定這些能量全部被電子所吸收假定這些能量全部被電子所吸收, ,那么光開始那么光開始 照射到電子照射到電子 逸出表面所需的時(shí)間為：逸出表面所需的時(shí)間為： st W J P W 4000 23 9 107 106 .18 .1 )(105 . 5 )(1088. 0 216 22 )3(4 0 . 1 4 22 smeV smJI m W d P )(106.2 216 1.2 105.5 1216 sm

30、 N eV smeVI 單位時(shí)間打在距光源單位時(shí)間打在距光源3m的鉀片單位面積上的能量的鉀片單位面積上的能量 為為: eVJ h m smsJhc 1 . 2104 . 3 19 103 .589 1031063. 6 9 1834 的每一個(gè)光子的能量為波長(zhǎng)為nm3 .589 (2) 按照光子理論按照光子理論, 57 58 例例1.波長(zhǎng)為波長(zhǎng)為450nm的單色光射到純鈉的表面上的單色光射到純鈉的表面上.求求 59 (1)這種光的光子能量和動(dòng)量這種光的光子能量和動(dòng)量; (2)光電子逸出表面時(shí)的動(dòng)能光電子逸出表面時(shí)的動(dòng)能; (3)若光子的能量為若光子的能量為2.40eV,其波長(zhǎng)為多少其波長(zhǎng)為多少?

31、 解解 (1)光子能量光子能量: hc hE 9 834 10450 1000. 31063. 6 =2.67eV 光子的動(dòng)量光子的動(dòng)量: c Eh p =4.4210-19J 8 19 103 1042. 4 =1.4710-27kgms-1 (2)已知鈉的逸出功為已知鈉的逸出功為 W=2.28eV（P231） 光電子的初動(dòng)能為光電子的初動(dòng)能為Ek = 2.76 - 2.28 = 0.48eV (3)波長(zhǎng)波長(zhǎng): E hc m1018. 5 1060. 140. 2 1000. 31063. 6 7 19 834 =518nm 60 61 62 19-3 康普頓效應(yīng)康普頓效應(yīng) 63 19201

32、920年康普頓研究年康普頓研究X射射 線在石墨上的散射線在石墨上的散射 一一. . 實(shí)驗(yàn)規(guī)律實(shí)驗(yàn)規(guī)律 入射光入射光 0 探測(cè)器探測(cè)器 準(zhǔn)直系統(tǒng)準(zhǔn)直系統(tǒng) 石墨石墨 散射體散射體 散射光散射光 散射光中有散射光中有 0的譜線的譜線; 原子量小的物質(zhì)原子量小的物質(zhì), 康普頓效應(yīng)強(qiáng)康普頓效應(yīng)強(qiáng); 在同一散射角下在同一散射角下, 與散射物無關(guān)與散射物無關(guān); 康普頓康普頓 吳有訓(xùn)吳有訓(xùn) 。 A712605.0 0 0 0 0 90 0 45 0 135 0 0 入射線 Cu 29 Ni 28 26 Fe Cr 24 Ca 20 : )(銀譜線入射線A56267. 0 0 0 90 ch/ mv ch/ 0

33、 光子 電子 ,)/(1/ 2 0 cvmm , 22 00 mchcmh 0 h ,coscos 0 c h mv c h .sinsin0 c h mv , 2 sin 2 2 0 0 cm h . 2 sin2 2 c )024. 0(A c 其中 二二 . . 康普頓效的解釋康普頓效的解釋 68 X射線光子與射線光子與“靜止靜止”的的“自由電子自由電子”彈性碰彈性碰 撞撞 光子把部分能量傳給電子光子把部分能量傳給電子h 0 h 0 光子與束縛電子發(fā)生碰撞光子與束縛電子發(fā)生碰撞 相當(dāng)于與整個(gè)原子碰撞相當(dāng)于與整個(gè)原子碰撞, 光子能量不變光子能量不變. 0不變不變. 輕原子中的電子一般束縛較

34、輕原子中的電子一般束縛較 弱弱,康普頓效應(yīng)明顯康普頓效應(yīng)明顯. 0 0 n c h n c h m 理論推導(dǎo)理論推導(dǎo): e 動(dòng)量守恒動(dòng)量守恒:vmn c h n c h 0 0 理論推導(dǎo)理論推導(dǎo) 69 0 0 n c h n c h m e cos2)( 0 2 22 0 2 hhhmvc 變形后有變形后有: 由能量守恒由能量守恒: 22 00 mchcmh 或者或者: )2()( 2 00 2 cmhmc 把把(2)做平方再減去最上面的式子做平方再減去最上面的式子,有有 2 2 42 1 c v cm)(2)cos1(2 0 2 00 242 0 hcmhcm 大小關(guān)系大小關(guān)系: cos2)

35、( 0 22 0 2 c h c h c h c h mv 70 0)(2)cos1(2 0 2 00 2 hcmh )()cos1( 0 2 00 cmh 0 0 0 )( )cos1( c cm h 0 0 cc 最后最后: )cos1( 0 cm h 2 sin 2 2 0 cm h 結(jié)果討論結(jié)果討論:(1) 與散射物質(zhì)無關(guān)與散射物質(zhì)無關(guān). (2) ,; =0, =0 , = 0 為原波長(zhǎng)為原波長(zhǎng). (3) 42 0 2 2 42 1cm c v cm 因?yàn)橐驗(yàn)?2 2 0 1 c v m m 所以所以: 電子的電子的Compton波長(zhǎng)波長(zhǎng) m102.43 12- cm h 0 c 2

36、2 42 1 c v cm)(2)cos1(2 0 2 00 242 0 hcmhcm 例例P240 71 設(shè)有波長(zhǎng)設(shè)有波長(zhǎng) 0=1.010-10m的的X射線的光子與自由電子作射線的光子與自由電子作 彈性碰撞彈性碰撞.散射散射X射線的散射角射線的散射角 =90. 問問: (1) 散射波長(zhǎng)的改變量散射波長(zhǎng)的改變量為多少為多少? (2) 反沖電子得到多少動(dòng)能反沖電子得到多少動(dòng)能? (3) 在碰撞中在碰撞中,光子的能量損失了多少光子的能量損失了多少? 解解: (1) 已知已知 )cos1( 0 cm h =90時(shí)時(shí), m1043. 2 1000. 31011. 9 1063. 6 12 831 34

37、 0 cm h (2)由公式由公式: 22 00 mchcmh hhcmmcEk 0 2 0 2 電子反沖動(dòng)能為電子反沖動(dòng)能為 利用利用: c hchc Ek 0 例續(xù)例續(xù) 72 即即: 11 00 hcEk )( 00 hc 代入已知數(shù)據(jù)代入已知數(shù)據(jù),得得 1010 12834 10)0243. 000. 1()1000. 1( )1043. 2()1000. 3()1063. 6( k E = 4.7210 17J = 295 eV (3)光子損失的能量等于反沖電子所獲得的動(dòng)能光子損失的能量等于反沖電子所獲得的動(dòng)能, 也為也為295eV. h , 2 hmc 2 c h m , cV ,

38、0 0 m c h mcP . h P 19-4 氫原子的玻爾理論氫原子的玻爾理論 75 一一. 氫原子光譜的規(guī)律性氫原子光譜的規(guī)律性 1885年年,瑞士數(shù)學(xué)家巴耳末發(fā)現(xiàn)氫原子的可見光譜線瑞士數(shù)學(xué)家巴耳末發(fā)現(xiàn)氫原子的可見光譜線 可歸納為如下公式：可歸納為如下公式： , 5 , 4 , 3,nm 2 46.365 22 2 n n n 上式叫巴耳末公式上式叫巴耳末公式. 這個(gè)譜線稱為巴耳末系這個(gè)譜線稱為巴耳末系. 后來里德伯把它改為后來里德伯把它改為: , 5 , 4 , 3, 1 2 1 22 n n R =1/ 為波數(shù)為波數(shù), R為里德伯常量為里德伯常量. R = 1.097 373 153

39、 4107m 1 n時(shí)時(shí),H =364.56nm為巴耳末系的極限波長(zhǎng)為巴耳末系的極限波長(zhǎng). 6562.8 紅紅 4861.3 藍(lán)藍(lán) 紫紫 4340.5 氫的巴耳末譜線氫的巴耳末譜線 氫原子光譜氫原子光譜 76 氫原子光譜除了可見光外氫原子光譜除了可見光外,還有紅外線和紫外線的譜線還有紅外線和紫外線的譜線. 紫外線部分紫外線部分: , 4 , 3 , 2, 1 1 1 22 n n R 萊曼系萊曼系(1916年年) 紅外線部分紅外線部分: 帕邢系帕邢系(1908年年) , 6 , 5 , 4, 1 3 1 22 n n R 布拉開系布拉開系(1922年年), 7 , 6 , 5, 1 4 1 2

40、2 n n R 普豐德系普豐德系(1924年年) , 8 , 7 , 6, 1 5 1 22 n n R 以上各譜線系可統(tǒng)一寫為以上各譜線系可統(tǒng)一寫為: 22 11 ij nn R 給定給定nj (=1,2,3, ) ni取取:nj+1,nj+2, 氫光譜有規(guī)律的分立譜線氫光譜有規(guī)律的分立譜線,揭示了原子內(nèi)部的某種結(jié)構(gòu)揭示了原子內(nèi)部的某種結(jié)構(gòu). 二二. 盧瑟福的原子有核模型盧瑟福的原子有核模型 77 1897年年J.J湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子,原子結(jié)構(gòu)的研究真正開始原子結(jié)構(gòu)的研究真正開始. 1. 湯姆孫原子結(jié)構(gòu)模型湯姆孫原子結(jié)構(gòu)模型 他假定他假定,原子中的正電荷和原子原子中的正電荷和原

41、子 質(zhì)量均勻地分布在半徑為質(zhì)量均勻地分布在半徑為10 10m 的球體范圍內(nèi)的球體范圍內(nèi),而原子中的電子則而原子中的電子則 浸于此球體中浸于此球體中葡萄干蛋糕模型葡萄干蛋糕模型. 2. 粒子散射實(shí)驗(yàn)粒子散射實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)裝置圖實(shí)驗(yàn)裝置圖 R S 粒子粒子 T P F O 金箔金箔 粒子入射在金箔粒子入射在金箔F上上, 被散射后打在熒光屏被散射后打在熒光屏P上上 顯微鏡顯微鏡T觀測(cè)觀測(cè) 粒子數(shù)粒子數(shù). 3.盧瑟福的原子有核模型盧瑟福的原子有核模型(1911年年 ) 78 實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)驗(yàn)結(jié)果: 絕大多數(shù)絕大多數(shù) 粒子穿透金箔后沿原方向運(yùn)動(dòng)粒子穿透金箔后沿原方向運(yùn)動(dòng),但有八千分之但有八千分之 一的粒子的散射

42、角一的粒子的散射角 大于大于90.甚至有散射角接近甚至有散射角接近180的的. 湯姆孫模型不能偏轉(zhuǎn)角解釋湯姆孫模型不能偏轉(zhuǎn)角解釋 90的情況的情況. . 原子的中心有一帶正電的原子核原子的中心有一帶正電的原子核,它幾乎集中了原子它幾乎集中了原子 的全部質(zhì)量的全部質(zhì)量,電子圍繞這個(gè)核旋轉(zhuǎn)電子圍繞這個(gè)核旋轉(zhuǎn),核的尺寸與整個(gè)原子核的尺寸與整個(gè)原子 相比是很小的相比是很小的. 原子有核模型能解釋原子有核模型能解釋 大角度散射大角度散射. + - 原子核原子核 電子電子離核較遠(yuǎn)的離核較遠(yuǎn)的 粒子粒子,不改變方向不改變方向 離核越近離核越近,偏轉(zhuǎn)角越大偏轉(zhuǎn)角越大. 有的有的 甚至偏轉(zhuǎn)甚至偏轉(zhuǎn)180 4.

43、經(jīng)典理論的困難經(jīng)典理論的困難 79 原子有核模型又稱原子行星模型原子有核模型又稱原子行星模型. 最簡(jiǎn)單的氫原子模型如圖最簡(jiǎn)單的氫原子模型如圖: + e O r Fe - e v 原子核外有一個(gè)電子原子核外有一個(gè)電子,電量電量-e 核的電荷核的電荷+e,質(zhì)量為電子的質(zhì)量為電子的1837倍倍. 電子以速度電子以速度v繞核作半徑為繞核作半徑為r的圓運(yùn)動(dòng)的圓運(yùn)動(dòng). 原子的線度為原子的線度為10-10m,核的線度為核的線度為10-14m. 按經(jīng)典理論氫原子結(jié)構(gòu)是不穩(wěn)定的按經(jīng)典理論氫原子結(jié)構(gòu)是不穩(wěn)定的. 電子作圓運(yùn)動(dòng)為加速運(yùn)動(dòng)電子作圓運(yùn)動(dòng)為加速運(yùn)動(dòng), 則要不斷則要不斷 地向外輻射能量地向外輻射能量,能量減

44、少能量減少,繞核旋轉(zhuǎn)繞核旋轉(zhuǎn) 頻率減小頻率減小,光譜應(yīng)為連續(xù)光譜應(yīng)為連續(xù);且原子的運(yùn)且原子的運(yùn) 動(dòng)半徑減小動(dòng)半徑減小,最后電子落在原子上最后電子落在原子上. 核核 電子電子 三三. 氫原子的玻爾理論氫原子的玻爾理論 80 1. 玻爾的三條假設(shè)玻爾的三條假設(shè): (1)電子在原子中電子在原子中,可以在一些特定的圓軌道上運(yùn)動(dòng)而不可以在一些特定的圓軌道上運(yùn)動(dòng)而不 (2)電子以速度電子以速度v在半徑為的圓周上繞核運(yùn)動(dòng)時(shí)在半徑為的圓周上繞核運(yùn)動(dòng)時(shí),只有電子只有電子 2 h nmvrL n=1,2,3, (主量子數(shù)主量子數(shù)) h為普朗克常量為普朗克常量.上式為量子化條件上式為量子化條件. (3)當(dāng)原子從高能

45、量的定態(tài)躍遷到低能量的定態(tài)當(dāng)原子從高能量的定態(tài)躍遷到低能量的定態(tài),亦即電子亦即電子 從高能量從高能量Ei的軌道躍遷到低能量的軌道躍遷到低能量Ef 的軌道上時(shí)的軌道上時(shí), 要發(fā)射頻要發(fā)射頻 率為率為 的光子的光子,且且 的角動(dòng)量的角動(dòng)量L等于等于h/2 的整數(shù)倍的那些軌道才是穩(wěn)定的的整數(shù)倍的那些軌道才是穩(wěn)定的,即即 輻射電磁波輻射電磁波,這時(shí)原子處于穩(wěn)定狀態(tài)這時(shí)原子處于穩(wěn)定狀態(tài),并具有一定的能量并具有一定的能量. h = EiEf頻率條件頻率條件 2. 玻爾軌道半徑玻爾軌道半徑 81 玻爾利用上述假設(shè)玻爾利用上述假設(shè),結(jié)合經(jīng)典力學(xué)結(jié)合經(jīng)典力學(xué) + e O r Fe - e v 和電學(xué)和電學(xué),解決

46、了氫原子問題解決了氫原子問題. 由庫侖定律和牛頓定律由庫侖定律和牛頓定律: )1( 4 1 2 2 0 2 nn n r e r mv 由第二條假設(shè)由第二條假設(shè): 2 h nmvrL )2( 2 n n mr nh v 把把(2)代入代入(1)有有: 2 2 0 n me h rn , 3 , 2 , 1 2 1 nnr 其中其中 m10529. 0 10 2 0 1 me h r 為第一玻爾軌道為第一玻爾軌道,玻爾半徑玻爾半徑 電子軌道半徑的可能值為電子軌道半徑的可能值為: r1, 4r1, 9r1, 16r1, 3. 氫原子的定態(tài)能量氫原子的定態(tài)能量 82 電子繞核運(yùn)動(dòng)速率可為電子繞核運(yùn)動(dòng)

47、速率可為: n n mr nh v 2 22 0 2 2nh me m nh n v nh e11 2 1 0 2 137 1 2 0 2 1 hc e c v 叫精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)叫精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù). 氫原子的能量氫原子的能量: n n r e mvE 2 0 2 4 1 2 1 由由(1)式式: n r e mv 2 0 2 8 1 2 1 r e En 0 2 8 2 1 222 0 4 8n E nh me 其中其中: eV6 .13 8 22 0 4 1 h me E E1稱為氫原子基態(tài)稱為氫原子基態(tài). 也是氫的電離能也是氫的電離能. E2, E3, 為激發(fā)態(tài)為激發(fā)態(tài). 氫原子能量是不連續(xù)的氫

48、原子能量是不連續(xù)的. 4. 玻爾理論對(duì)氫光譜的解釋玻爾理論對(duì)氫光譜的解釋 83 n=23.4eV n=31.51eV n=40.85eV n= 0 n=113.6eV基態(tài)基態(tài) 自由態(tài)自由態(tài) 激發(fā)態(tài)激發(fā)態(tài) r1 r 2 r3 電子從高能級(jí)電子從高能級(jí)Ei躍遷到低能級(jí)躍遷到低能級(jí)Ef時(shí)時(shí) fi EEh 2222 0 4 11 8 if nnh me c 1 2232 0 4 11 8 if nnch me 而而 m10097. 1 8 7 32 0 4 ch me 正好等于正好等于R，理論與實(shí)驗(yàn)相符，理論與實(shí)驗(yàn)相符. n=4 n=2 n=3 n=1 n= E 萊曼系萊曼系 巴耳末系巴耳末系 帕邢系

49、帕邢系 布拉開系布拉開系 能級(jí)圖能級(jí)圖 軌道圖軌道圖 躍遷圖躍遷圖 四四. 氫原子玻爾的困難氫原子玻爾的困難 84 玻爾理論圓滿地解釋了氫原子光譜的規(guī)律玻爾理論圓滿地解釋了氫原子光譜的規(guī)律;從理論上從理論上 但玻爾理論有局限性但玻爾理論有局限性: 1.玻爾理論只能說明氫原子光譜玻爾理論只能說明氫原子光譜,對(duì)其它原子并不適用對(duì)其它原子并不適用; 2.對(duì)譜線寬度對(duì)譜線寬度,發(fā)光強(qiáng)度沒有解釋發(fā)光強(qiáng)度沒有解釋; 3.對(duì)原子在強(qiáng)磁場(chǎng)中的行為對(duì)原子在強(qiáng)磁場(chǎng)中的行為,玻爾理論也沒有解釋玻爾理論也沒有解釋; 4.本質(zhì)上說本質(zhì)上說, 玻爾理論在邏輯上不自洽玻爾理論在邏輯上不自洽. 玻爾理論是玻爾理論是: 經(jīng)典經(jīng)

50、典 + 量子量子 =半量子半量子 (舊量子舊量子) 經(jīng)典經(jīng)典:牛頓定律牛頓定律; 量子量子:量子化假設(shè)量子化假設(shè);(人為的人為的) 即使如此即使如此,玻爾理論對(duì)量子論的發(fā)展還是起了先導(dǎo)作用玻爾理論對(duì)量子論的發(fā)展還是起了先導(dǎo)作用. 算出了里德伯常量算出了里德伯常量;并能對(duì)類氫離子光譜給予說明并能對(duì)類氫離子光譜給予說明. 19-5 弗蘭克弗蘭克-赫茲實(shí)驗(yàn)赫茲實(shí)驗(yàn) 85 1913年玻爾理論說明原子有定態(tài)能級(jí)年玻爾理論說明原子有定態(tài)能級(jí).1914年弗蘭克和年弗蘭克和 赫茲用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了原子中存在分立的能級(jí)赫茲用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了原子中存在分立的能級(jí). 1.實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理 - + F U0 G Ip A P Ur F為燈絲為燈絲,發(fā)射熱電子發(fā)射熱電子, G為柵極為柵極,加速電壓加速電壓U0 , G、P間有反向電壓間有反向電壓Ur . 只有具有一定動(dòng)能的只有具有一定動(dòng)能的