描逑微观物体选动规徫的需來呼唤物理学新概念的缒生! 人们对物质和能量的认识是否只看到了硬币的一面? 次粒三象丝是解决原子结构阿题的“总开关 1.2.2波的微粒性 ●电磁波是通过空间传播的能量可见光只不过是电磁波的一种 Approximate frequencies, s"- 12 120 Yrays o-110-110-12 10-2 visible 500 550 76O you) nm he electromagnetic spectrum 电磁波在有些情况下表现出连续波的性质,另一些情况下则更 像单个微粒的集合体,后一种性质叫作波的微粒性 上页下页首节尾
11 1.2.2 波的微粒性 描述微观物体运动规律的需求呼唤物理学新概念的诞生！ 人们对物质和能量的认识是否只看到了硬币的一面？ 波粒二象性是解决原子结构问题的“总开关 ”. ●电磁波是通过空间传播的能量. 可见光只不过是电磁波的一种 . The electromagnetic spectrum 电磁波在有些情况下表现出连续波的性质，另一些情况下则更 像单个微粒的集合体，后一种性质叫作波的微粒性
●Pank公式 1900年,普朗克( Plank M提出了表达光的能量(E)与频率(v) 关系的方程,即著名的普朗克方程:E=hv 式中的h叫普朗克常量( Planck constant,其值为6626×1034Js. 普朗克认为,物体只能按hv的整数倍(例如1,2,3等)一份一 份地吸收或释出光能,而不可能是0.5,1.6,2.3等任何非整数倍.这 就是所谓的能量量子化概念 普朗克提出了当时物理学界一种全新的概念,但它只涉及光 作用于物体时能量的传递过程(即吸收或释出) 比拟 地面吸收太阳能 地面接收降水 ★以一个个光量子“h”(不能是半个“h”)完成.★一个雨滴(不能是半个雨滴完成) ★可见光由不同频率的光组成 hy”值有大有小.★“雨滴”有大有小 ★黄光的v值相对较大,“l”较大,光量子的能量大.★相当于较大的“雨滴”,落至地面时的动能较大 ★红光的v值相对较小,“加”较小,光量子的能量较小★相当于较小的“雨滴”,落至地面时的动能较小 上页下页首节尾
12 1900年, 普朗克 (Plank M) 提出了表达光的能量(E)与频率(ν) 关系的方程, 即著名的普朗克方程：E = h ν 式中的h叫普朗克常量(Planck constant), 其值为6.626×10-34 J·s. 普朗克认为, 物体只能按hν的整数倍(例如1, 2, 3等)一份一 份地吸收或释出光能, 而不可能是0.5, 1.6, 2.3等任何非整数倍.这 就是所谓的能量量子化概念. 普朗克提出了当时物理学界一种全新的概念, 但它只涉及光 作用于物体时能量的传递过程(即吸收或释出). ● Plank 公式 地面吸收太阳能 地面接收降水 ★以一个个 光量子 “hν ”(不能是半个 “hν ”)完成 . ★可见光由不同频率的光组成 , “hν ”值有大有小 . ★黄光的 ν 值相对较大 ,“hν ”较大 ,光量子的能量大 . ★红光的 ν 值相对较小 ,“hν ”较小 , 光量子的能量较小 . ★ 一个以个雨滴 ( 不能是半个雨滴 完成) ★“雨滴”有大有小 ★相当于较大的 “雨滴”，落至地面时的动能较大 ★相当于较小的 “雨滴”，落至地面时的动能较小 比 拟
光电效应 1905年,爱因斯坦( Einstein a)成功地解释 了光电效应( photoelectric effect),将能量量子 化概念扩展到光本身.对某一特定金属而言,不 e君eeee 是任何频率的光都能使其发射光电子每种金 属都有一个特征的最小频率叫临界频率,低Q frequency s 510-14ec-1 于这一频率的光线不论其强度多大和照射时 (h pe"ea。 间多长,都不能导致光电效应 The photoelectric effect 爱因斯坦认为,入射光本身的能量也按普朗克方程量子化,并将 这一份份数值为1的能量叫光子( hotons),一束光线就是一束光子 流.频率一定的光子其能量都相同,光的强弱只表明光子的多少, 而与每个光子的能量无关 爱因斯坦对光电效应的成功解释最终使光的微粒性为人们所接 受.以波的微粒性概念为基础的一门学科叫量子力学( quantum mechanics 上页下页首节尾
13 The photoelectric ef ect 爱因斯坦认为, 入射光本身的能量也按普朗克方程量子化, 并将 这一份份数值为1的能量叫光子(photons), 一束光线就是一束光子 流. 频率一定的光子其能量都相同, 光的强弱只表明光子的多少, 而与每个光子的能量无关. 爱因斯坦对光电效应的成功解释最终使光的微粒性为人们所接 受. 以波的微粒性概念为基础的一门学科叫量子力学(quantum mechanics). ● 光电效应 1905年, 爱因斯坦(Einstein A)成功地解释 了光电效应(photoelectric effect), 将能量量子 化概念扩展到光本身. 对某一特定金属而言,不 是任何频率的光都能使其发射光电子. 每种金 属都有一个特征的最小频率(叫临界频率), 低 于这一频率的光线不论其强度多大和照射时 间多长, 都不能导致光电效应
Que 1钾的临界频率=50×1014s,试计算具有这种 频率的一个光子的能量.对红光和黄光进行 类似的计算,解释金属钾在黄光作用下产生光电 效应而在红光作用下却不能 将相关频率值代入普朗克公式: E(具有临界频率的一个光子)=6626×1034Js×5.0×1014s1=33×10-19J E黄光一个光子)=hv=66126×1034Js×5.1×1014s1=34×10-19J E(红光一个光子)=hv=6.626×1034Js×4.6×1014s1=3.0×10-19J 黄光光子的能量大于与临界频率对应的光子能量,从而引发光 电效应;红光光子的能量小于与临界频率对应的光子能量,不能引发 光电效应 上页下页首节尾
14 Question 1 钾的临界频率= 5.0×1014 s -1 , 试计算具有这种 频率的一个光子的能量. 对红光和黄光进行 类似的 计算, 解释金属钾在黄光作用下产生光电 效应而在红光作用下却不能. 将相关频率值代入普朗克公式: E(具有临界频率的一个光子) = 6.626×10 -34 J·s × 5.0×10 14 s -1 = 3.3×10 -19 J E(黄光一个光子) = hν= 6.626×10-34 J·s × 5.1×1014 s -1 = 3.4×10-19 J E(红光一个光子) = hν= 6.626×10-34 J·s × 4.6×1014 s -1 = 3.0×10-19 J 黄光光子的能量大于与临界频率对应的光子能量, 从而引发光 电效应; 红光光子的能量小于与临界频率对应的光子能量, 不能引发 光电效应
The experiments of particle ofelectrons The planck The photoelectric effect Plank的量子论 导致了人们对波的深层次认 波的微粒性Eimn的光子学说识,产生了讨论波的微粒性 概念为基础的学科一量子力 电子微粒性的实验J学( quantum mechanics) 线币的一面已被翻开! 一面谁来翻开? 上页下页首节尾
15 另一面谁来翻开？ 波的微粒性 导致了人们对波的深层次认 识，产生了讨论波的微粒性 概念为基础的学科 量子力 学（quantum mechanics）. 钱币的一面已被翻开！ Einstein 的光子学说 The photoelectric ef ect 电子微粒性的实验 The experiments of particle of electrons Plank 的 量子论 The Planck equation