清華大學大學物理近代物理優秀ppt課件

清華大學大學物理近代物理優秀ppt課件下載是由PPT寶藏（www.cnfdh.com）會員weishenhe上傳推薦的物理課件PPT, 更新時間為2022-05-07，素材編號455224。

這是清華大學大學物理近代物理優秀ppt課件下載，主要介紹了黑體輻射；光電效應；光子、光的二象性；康普頓效應；實物粒子的波動性；概率波與概率幅；不確定關系，加熱一物體，若物體所吸收的能量等于在同一時間內輻射的能量，則物體的溫度恒定。這種溫度不變的熱輻射稱之為平衡熱輻射。歡迎點擊下載清華大學大學物理近代物理優秀ppt課件。

　　第5頁

　　四.黑體輻射譜的規律

　　1)維恩位移定律

　　2)斯特藩—玻耳茲曼定律

　　第6頁

　　六..普朗克的能量子假說和黑體熱輻射公式

　　1.普朗克假設(1900年)

　　普朗克認為空腔黑體的熱平衡狀態，是組成腔壁的帶電諧振子不斷發射和吸收電磁波的平衡狀態。

　　他認為諧振子的能量E只能是離散值

　　2.普朗克公式

　　第7頁

　　△1.2光電效應

　　1.3光的二象性光子

　　實驗規律：

　　存在紅限頻率

　　光電轉換時間極短<10-9s(即使光非常非常弱)。

　　第8頁

　　一.愛因斯坦的光子理論(1905年)

　　光的發射、傳播、吸收都是量子化的，一束光就是以速率c運動的一束光子流。

　　光子能量

　　(不是nh)

　　二.光子理論對光電效應的解釋

　　第9頁

　　一.實驗規律

　　192223年康普頓研究了X射線在石墨上的散射

　　光闌

　　探測器

　　0

　　散射波長,0

　　0

　　第10頁

　　散射曲線的三個特點：

　　1.除原波長0外，出現了移向長波方面的新的散射波長。

　　2.新波長隨散射角的增而增。

　　3.當散射角增時，原波長的譜線強度降低，而新波長的譜線強度升高。

　　散射出現了≠0的現象，

　　稱為康普頓散射。

　　第11頁

　　=2.4110-3nm(實驗值)

　　只有當入射波長0與c可比擬時，康普頓

　　實驗表明：

　　c稱為電子的康普頓波長

　　c=0.0241Å

　　新散射波長>入射波長0，

　　和散射物質無關。

　　波長的偏移=0只與散射角有關，

　　實驗規律是：

　　效應才顯著，因此要用X射線才能觀察到。

　　第12頁

　　康普頓用光子理論做了成功的解釋：

　　▲X射線光子與“靜止”的“自由電子”彈性碰撞

　　▲碰撞過程中能量與動量守恒

　　二.康普頓效應的理論解釋

　　經典電磁理論難解釋為什么有≠0的散射，

　　碰撞光子把部分能量傳給電子

　　外層電子束縛能~eV,

　　室溫下kT~10-2eV，)

　　(波長1Å的X射線，其光子能量104eV，

　　光子的能量

　　散射X射線頻率波長

　　第13頁

　　能量守恒

　　動量守恒

　　沖電子質量

　　解得：

　　=2.4310-3nm

　　(理論值)

　　第14頁

　　這是因為光子還可與石墨中被原子核束縛

　　為什么康普頓散射中還有原波長0呢?

　　光子和整個原子碰撞。

　　內層電子束縛能103~104eV，不能視為自由，

　　而應視為與原子是一個整體。

　　所以這相當于

　　即散射光子波長不變，散射線中還有與原波

　　∴在彈性碰撞中，入射光子幾乎不損失能量，

　　得很緊的電子發生碰撞。

　　長相同的射線。

　　第15頁

　　因為自由電子若吸收光子，就無法同時滿足

　　1.為什么康普頓效應中的電子不能像光電效應

　　三.討論幾個問題

　　違相對論!

　　∴自由電子不可能吸收光子，只能散射光子。

　　自由電子吸收光子

　　那樣吸收光子而是散射光子?

　　能量守恒和動量守恒。

　　第16頁

　　2.為什么在光電效應中不考慮動量守恒?

　　∴光子電子系統能量仍可認為是守恒的。

　　在光電效應中，入射的是可見光和紫外線，

　　光子能量低，電子與整個原子的聯系不能忽略，

　　原子也要參與動量交換，光子電子系統動量

　　不守恒。

　　又因原子質量較，能量交換可忽略，

　　3.為什么可見光觀察不到康普頓效應?

　　因可見光光子能量不夠，原子內的電子不

　　能視為自由，所以可見光不能產生康普頓效應。

　　第17頁

　　四.康普頓散射實驗的意義

　　▲支持了“光量子”概念，進一步證實了

　　▲首次實驗證實了愛因斯坦提出的“光量子

　　▲證實了在微觀領域的單個碰撞事件中，動量和能量守恒定律仍然是成立的。

　　康普頓獲得1927年諾貝爾物理學獎。

　　p=/c=h/c=h/

　　=h

　　具有動量”的假設

　　第19頁

　　192526年他用銀的X射線(0=5.62nm)

　　五.吳有訓對研究康普頓效應研究的貢獻

　　吳有訓1923年參加了發現康普頓效應的研究

　　康普頓效應作出了重要貢獻。

　　在同一散射角(=120)測量各種波長的散射

　　以15種輕重不同的元素為散射物質，

　　為入射線，

　　光強度，作了量X射線散射實驗。

　　這對證實

　　工作，

　　第20頁

　　1.與散射物質無關，僅與散射角有關。

　　曲線表明：

　　吳有訓的康普頓效應散射實驗曲線

　　散射角

　　第21頁

　　▲證實了康普頓效應的普遍性▲證實了兩種散射線的產生機制：-外層電子(自由電子)散射0-內層電子(整個原子)散射

　　的證據。

　　吳有訓工作的意義：

　　在康普頓的一本著作“XRaysintheory

　　andexperiment”(1935)中，有19處引用了

　　吳有訓的工作。

　　書中兩圖并列作為康普頓效應

　　第22頁

　　20世紀50年代的吳有訓

　　吳有訓(1897—1977)

　　物理學家、教育家、

　　中國科學院副院長，

　　曾任清華學物理系主任、理學院院長。

　　1928年被葉企孫聘為

　　對證實康普頓效應作出了重要貢獻

　　清華學物理系教授，

　　第23頁

　　光(波)具有粒子性，那么實物粒子具有

　　一.德布羅意假設

　　波動性嗎?

　　L.V.deBroglie(法國人，18921986)

　　從自然界的對稱性出發，

　　具有粒子性，那么實物粒子也應具有波動性。

　　1924.11.29德布羅意把題為“量子理論的研究”

　　的博士論文提交給了巴黎學。

　　§6.5實物粒子的波動性

　　認為既然光(波)

　　第24頁

　　與粒子相聯系的波稱為物質波

　　或德布羅意波，

　　一個能量為E、動量為p的實物粒子，同時

　　他在論文中指出：

　　關系與光子一樣：

　　它的波長、頻率和E、p的

　　愛因斯坦—德布羅意關系式

　　也具有波動性，

　　第25頁

　　物質波的概念可以成功地解釋原子中令

　　(軌道角動量量子化條件)

　　德布羅意的導師朗之萬把德布羅意的論文寄給

　　“揭開了自然界巨帷幕的一角”“看來瘋狂，可真是站得住腳呢”

　　穩定軌道

　　波長

　　論文獲得了評會的高度評價。

　　人困惑的軌道量子化條件。

　　了愛因斯坦，

　　愛因斯坦稱贊德布羅意的論文

　　第27頁

　　U=100V時，=1.225Å

　　經愛因斯坦推薦，物質波理論受到了關注。

　　在論文答辯會上，佩林問：“這種波怎樣用實驗耒證實呢?”德布羅意答道：“用電子在晶體上的衍射實驗可以做到。”

　　算算電子的波長：

　　設加速電壓為U(單位為伏特)

　　—X射線波段

　　(電子v<

　　第28頁

　　二.電子衍射實驗

　　▲戴維孫(Davisson)革末(Germer)實驗(1927)

　　當滿足2dsin=k

　　(k=1，2，3)時，

　　可觀察到I的極。

　　可觀察到電流I的極。

　　第29頁

　　▲湯姆孫(G.P.Thomson)實驗(1927)

　　衍射圖象

　　1929年德布羅意獲諾貝爾物理獎;

　　電子通過金的多晶薄膜的衍射實驗：

　　1937年戴維孫、湯姆孫共獲諾貝爾物理獎。

　　演示

　　電子衍射(KG036)

上一頁：高一物理必修1牛頓運動定律臨界問題優秀ppt課件 下一頁：高三物理碰撞優質ppt課件

相關素材

1.近代物理實驗ppt

2.近代物理緒論ppt