第十二章量子力学基础山东大学精品课程医学物理学
医学物理学 山东大学精品课程 第十二章 量子力学基础
第一节光的波粒二象性一、光电效应一、光电效应的实验规律金属中的自由电子在光的照射下，吸收光能而逸出金属表面，这种现象称为光电效应。在光电效应中逸出金属表面的电子称为光电子。光实验原理电子在电场的作用下运动所提供的电流，称为光电流光电效应有如下规律：Is1.光电流的强度对于同一单色光，单位时间Uo内逸出金属表面的光电子数与全射光强成正比
医学物理学 一、光电效应 一、光电效应的实验规律 金属中的自由电子在光的照射下， 吸收光能而逸出金属表面，这种现 象称为光电效应。在光电效应中逸 出金属表面的电子称为光电子。光 电子在电场的作用下运动所提供的 电流，称为光电流。 U G 实验原理 A K 光电效应有如下规律： U0 U I IS 1. 光电流的强度 对于同一单色光，单位时间 内逸出金属表面的光电子数， 与入射光强成正比。 第一节 光的波粒二象性
2.光电子的初动能光电子的初动能随入射光频率的上升而线性地增大但与入射光强无关3.引起光电效应的入射光的频率下限如果入射光的频率低于该金属的红限，则无论入射光强多大，都不会使这种金属产生光电效应。（金属的红限）4.引起光电效应的时间只要入射光的频率大于该金属的红限，当光照射到这种金属的表面时，几乎立即产生光电子，而无论光强多大。电子逸出的时间间隔不超过10-9s。医学物理学
医学物理学 2. 光电子的初动能 光电子的初动能随入射光频率的上升而线性地增大， 但与入射光强无关。 3. 引起光电效应的入射光的频率下限 如果入射光的频率低于该金属的红限，则无论入射 光强多大，都不会使这种金属产生光电效应。 （金属的红限） 4. 引起光电效应的时间 只要入射光的频率大于该金属的红限，当光照射到 这种金属的表面时，几乎立即产生光电子，而无论 光强多大。 电子逸出的时间间隔不超过10-9 s
二、经典理论遇到的困难·光的波动理论认为，光波的能量决定于光波的强度，而光波的强度与其振幅的平方成正比。所以，入射光的强度越高金属内自由电子获得的能量就越大，光电子的初动能也应该越大。但实验表明，光电子的初动能与入射光强无关。，根据光的波动理论，如果入射光的频率较低，总可以用增大振幅的方法使入射光达到足够的能量，以便使自由电子获得足以逸出金属表面的能量。所以，不应该存在入射光的频率限制。与实验结果相矛盾。从光的波动理论观点看，产生光电子应该有一定的时间间隔，而不应该是瞬时的。因为自由电子从入射光那里获得能量需要一个积累的过程，特别是当入射光的强度较弱时，积累能量需要的时间较长。实验结果光电子的产生是瞬时的医学物理学
医学物理学 二、经典理论遇到的困难 • 光的波动理论认为，光波的能量决定于光波的强度，而光 波的强度与其振幅的平方成正比。所以，入射光的强度越高， 金属内自由电子获得的能量就越大，光电子的初动能也应该 越大。但实验表明, 光电子的初动能与入射光强无关。 • 根据光的波动理论，如果入射光的频率较低，总可以用增 大振幅的方法使入射光达到足够的能量，以便使自由电子获 得足以逸出金属表面的能量。所以，不应该存在入射光的频 率限制。与实验结果相矛盾。 • 从光的波动理论观点看，产生光电子应该有一定的时间间 隔，而不应该是瞬时的。因为自由电子从入射光那里获得能 量需要一个积累的过程，特别是当入射光的强度较弱时，积 累能量需要的时间较长。实验结果光电子的产生是瞬时的
补充相对论知识：爱因斯坦（Albert Einstein）于1905年创建了狭义相对论狭义相对论关于物质存在的方式及其运动形态、时间和空间、实物和场以及质量和能量等一系列基本问题的表述，改变了原有观念，使人类对物质世界的认识发生了巨大的飞跃。狭义相对论涉及力学、电磁学、原子和原子核物理学以及粒子物理学等乃至整个物理学的领域，导致了物理学发展史上的一次深刻的变革。医学物理学
医学物理学 狭义相对论关于物质存在的方 式及其运动形态、时间和空间、 实物和场以及质量和能量等一系 列基本问题的表述，改变了原有 观念，使人类对物质世界的认识 发生了巨大的飞跃。 爱因斯坦 (Albert Einstein ) 于1905年创建了狭义相对论。 狭义相对论涉及力学、电磁学、原子和原子核物理 学以及粒子物理学等乃至整个物理学的领域，导致了 物理学发展史上的一次深刻的变革。 补充相对论知识：