17sp217sp3周二和周四晚sat2物理第6次课下modern physics

9.ModernPhysicsD&LQuantumphysicsandatomicmodelsPhotonandPhotoelectricEffectModelsoftheatomProbabilisticdescriptionofmatter(书上没有Nuclearphysics核物RelativityPhotonandPhotoelectric光子和光电效复习:Electromagnetic电磁波谱频率从高到低的顺序需记住连续光谱(continuous 类光谱称为连续光谱(continuousspectrum)Particlenatureof传统上认为光(电磁波)是一种波 光的强度是连续的(continuousamounts然 nck发现电磁波的能量是一份一份不连续 是一份一份地(specificdiscreteamounts)进行的。 荷量存在元电荷(elementarycharge)一样。 Photon光光子(photon)：Einsteinnck计算得到光子的能量(Ephoton)与光的频率(f)成正比例系数h nck’sh=6.63×10-34Js光子观点：光的强度(I)单个光子的能量(hf) 1eV=1.6x10-Modelsofthe原子模RaisinpuddingmodelofatomsRutherford’salphaparticlescatteringRutherford’snuclearmodelof 提出原因J.J.Thompson的模型无法解释α粒子轰击goldfoil时发生的大角度散射(largeanglescattering)现象Rutherford’snuclearmodelof Rutherford’smodel的内Bohr’satomic 原子模型(轨道量子化提出原因:根据电磁学理论,Rutherford’smodel的电子绕核运动会发出电磁波(EMwave),电子损失能量从而势能降低运行轨道会越来越低(因为正负电荷之间距离越小电势能越低),最终会一头栽进原子核,但实际并没有发生.Bohr’smodel的内定态(stationarystate):电子轨道不是任意的而是有限制的,电子只能在特定半径(即特定势能)的若干个轨道上运动.这种假设被称作轨道量子化 zationoforbit).电子虽然在做绕核运动,能级(energylevel):电子处在离核最近的轨道上时能量最低,这个状态称为基态(groundstate);原子得到能量后(例如通高压电),电子会被激发到高能轨道上(excitedtoahigherlevel),这些状态称为激发态(excitedstate) 稀薄气体通高压电——发射光谱(Emission吸收光子——电子也可以吸收光子来获取能但电子吸收光子时也是“选择性吸收吸收光谱(absorption 光或白炽灯发出的白光,穿 IonizationAnelectroncangainenoughenergytobecomple removedfromtheatom.PhotoelectricPhotoelectriceffect:TheabilityofphotonsoflighttoknockelectronsfromthesurfaceofsomemetalsKineticEnergyofKmax光电效应实电流表有读数,Wave-ParticleDualityandMatterWave波粒二象性和物质Matterwave物质等人认为电磁波既有波动的性质 (deBroglie)从理论上提出任何粒子也可能具有波动的性质(即物质波,matterwaves),即认为任何物质都同时具有(wave-particledualitydeBroglie提出Matterwave其中pmv是粒子的动量宏观物体质量大,因此波长很小,不容易显现波动的性微观粒子质量小,因此波长较大,较容易显现波动的性ElectronDiffractionfrom电子衍射实验证明了电子具有波动 粒 MatterWave对Bohr’sModel的解Bohr认为电子只能在特定轨道上运动,但解释不了为什么如波动成为驻波(standingwave)的轨道,驻波的能量才不会耗散.要形成驻波则轨道的圆周长只能是电子波长的整数Compton 效现象:x-ray照射石墨(graphite)等物质或自由电子 electron)后),Compton 效Compton认为:根据德 方程,光具有动量(p=h/λ),光子与电子的碰撞类似于两个小球的弹性碰撞(elasticcollision),光子把电子撞飞后,为保率变小,波长会变大光的波粒二象性总结(重要CharacteristicsoflightthatindicatelightbehaveslikeaDiffraction衍 (例如:Young’sDouble-SlitExperiment杨氏双缝实验Doppler Polarization偏CharacteristicsoflightthatindicatelightalsoactsasaBlackbodyRadiation黑体辐射 PhotoelectricEffect光电效应(byAtomicSpectra原子光谱(byCompto