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    清華大學大學物理近代物理優秀ppt課件

    素材編號:
    455224
    素材軟件:
    PowerPoint
    素材格式:
    ZIP/RAR
    素材上傳:
    weishenhe
    上傳時間:
    2022-05-07
    素材大。
    1 MB
    素材類別:
    物理課件PPT
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    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)

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