高二物理競賽光的量子性 課件

第二十章光的量子性1.黑體輻射的實驗定律（1）斯特藩—玻爾茲曼定律（2）維恩位移定律上節(jié)回顧01

0002

0000.5

3

000

K6

000

K1.05.在加熱黑體過程中，其最大單色輻出度（單色輻出本領）對應的波長由0.8m變到0.4m，則其輻射出射度（總輻射本領）增大為原來的（）(A)2倍

(B)4倍(C)8倍

(D)16倍2.下面四個圖中，哪一個正確反映黑體單色輻射出射度

隨波長

和溫度

的變化關系，已知T2>T1ABDC2.光電效應定義及方程愛因斯坦方程單個光子的能量W

逸出功，即一個電子在金屬中的束縛能電子逃離金屬表面時的動能3.光的波粒二象性習題20-620.5玻爾氫原子理論一近代氫原子觀的回顧1885年瑞士數(shù)學家巴耳末發(fā)現(xiàn)氫原子光譜可見光部分的規(guī)律氫原子光譜的實驗規(guī)律巴耳末1890年瑞典物理學家里德伯給出氫原子光譜公式波數(shù)里德伯常量

萊曼系紫外巴爾末系可見光帕邢系布拉開系普豐德系紅外氫原子光譜的規(guī)律二盧瑟福的原子有核模型元素周期表表明1896年，貝克勒爾發(fā)現(xiàn)了放射性1897年，湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子1903年，湯姆孫提出原子的“葡萄干蛋糕模型”原子中的正電荷均勻地分布在半徑為的球內(nèi)，電子鑲嵌在其中.1909年，α粒子散射實驗盧瑟福

1911年，提出了原子的有核模型實驗裝置預期結果實驗結果吾愛吾師，吾更愛真理盧瑟福說：這就像一枚炮彈打到一張紙上又被反彈回來一樣13三氫原子的玻爾理論

1經(jīng)典有核模型的困難

根據(jù)經(jīng)典電磁理論，電子繞核作勻速圓周運動，作加速運動的電子將不斷向外輻射電磁波.

14

原子不斷向外輻射能量，能量逐漸減小

由于原子總能量減小，電子將逐漸的接近原子核而后相遇，原子不穩(wěn)定.15

1913年玻爾在盧瑟福的原子結構模型的基礎上，將量子化概念應用于原子系統(tǒng)，結合氫原子光譜經(jīng)驗公式提出三條假設：

2

玻爾的氫原子理論(2)頻率條件(1)定態(tài)假設(3)量子化條件玻爾16

電子在原子中可以在一些特定的圓軌道上運動而不輻射電磁波，這時，原子處于穩(wěn)定狀態(tài)，簡稱定態(tài).(1)定態(tài)假設

與定態(tài)相應的能量分別為E1，E2…，E1<E2<E3

+E1E3

17(2)

頻率條件(3)量子化條件EfEi發(fā)射吸收主量子數(shù)當原子從高能量的定態(tài)躍遷到低能量的定態(tài)時，要發(fā)射頻率為的光子.由假設2量子化條件由牛頓定律,

玻爾半徑(1)氫原子軌道半徑

3

氫原子軌道半徑和能量的計算（電離能）基態(tài)能量激發(fā)態(tài)能量(2)第

n

軌道電子總能量

氫原子能級圖基態(tài)激發(fā)態(tài)自由態(tài)

玻爾理論對氫原子光譜的解釋氫原子能級躍遷與光譜系萊曼系巴耳末系帕邢系布拉開系（里德伯常量）

（1）正確地指出原子能級的存在（原子能量量子化）；（2）正確地指出定態(tài)和角動量量子化的概念；（3）正確的解釋了氫原子及類氫離子光譜；四氫原子玻爾理論的意義和困難1

意義（1）無法解釋比氫原子更復雜的原子；（2）把微觀粒子的運動視為有確定的軌道是不正確的；（3）是半經(jīng)典半量子理論，存在邏輯上的缺點，即把微觀粒子看成是遵守經(jīng)典力學的質(zhì)點，同時，又賦予它們量子化的特征.2

缺陷

1914年弗蘭克—赫茲從實驗上證實了原子存在分立的能級，1925年他們因此而獲物理學諾貝爾獎.051015板極電流和加速電壓之間的關系柵極燈絲板極弗蘭克—赫茲實驗裝置低壓水銀蒸汽++++----