按经典理论只能得出能量随波长单 Wien(维恩)曲线 调变化的曲线: 能量 Rayleigh- Rayleigh- Jeans把分子物理学中能量 Jeans(瑞 按自由度均分原则用到电磁辐射上,按 利一金斯) 其公式计算所得结果在长波处比较接近 线 实验曲线。 wien假定辐射波长的分布与 Maxwell 实验曲线 分子速度分布类似,计算结果在短波处 与实验较接近。 黑体辐射能量分布曲线波长 经典理论无论如何也得不出这种有 极大值的曲线。 2021-1-21
2021-1-21 16 按经典理论只能得出能量随波长单 调变化的曲线： Rayleigh-Jeans把分子物理学中能量 按自由度均分原则用到电磁辐射上，按 其公式计算所得结果在长波处比较接近 实验曲线。 Wien假定辐射波长的分布与Maxwell 分子速度分布类似，计算结果在短波处 与实验较接近。 经典理论无论如何也得不出这种有 极大值的曲线。 实验曲线 Wien（维恩）曲线 能 量 波长 Rayleigh- Jeans（瑞 利－金斯） 曲线 黑体辐射能量分布曲线
1900年, Planck(普朗克)假定,黑体中原子或分子辐射 能量时作简谐振动,只能发射或吸收频率为v,能量为Ehv 的整数倍的电磁能,即振动频率为v的振子,发射的能量 只能是0hv,Ihv,2hv,…,nhv(n为整数)。 h称为 Planck常数,h=6626×10-34JS 按 Planck假定,算出的辐射能E与实验观测到的黑体辐射 能非常吻合. 能量量子化:黑体只能辐射频率为v,数值为hv的整数倍 的不连续的能量。 2021-1-21 17
2021-1-21 17 n 1900年，Planck（普朗克）假定，黑体中原子或分子辐射 能量时作简谐振动，只能发射或吸收频率为,能量为h 的整数倍的电磁能，即振动频率为的振子，发射的能量 只能是0h，1h，2h，……，nh（n为整数）。 n h称为Planck常数，h＝6.626×10－34J•S n 按Planck假定，算出的辐射能E与实验观测到的黑体辐射 能非常吻合. • 能量量子化：黑体只能辐射频率为，数值为h的整数倍 的不连续的能量
2.光电效应与光的波粒二泉性 光电效应:光照射在金属表面,使金属发射出电子的现象。 1900年前后,许多实验已证实: 光 电子 照射光频率须超过某个最小频 金属 率v,金属才能发射出光电子 ●增加照射光强度,不能增加光电子Ek 的动能,只能使光电子的数目增加; ●光电子动能随照射光频率的增加而增 加。 经典理论不能解释光电效应: 经典理论认为,光波的能量与其 强度成正比,而与频率无关;只要 光强足够,任何频率的光都应产生 0 光电效应;光电子的动能随光强增电子动能与照射光频率的关系 加而增加,与光的频率无关。这些 推论与实验事实正好相反。 2021-1-21 18
2021-1-21 18 2. 光电效应与光的波粒二象性 光电效应：光照射在金属表面，使金属发射出电子的现象。 金属 光 电子 Ek 0 0 光电子动能与照射光频率的关系 1900年前后，许多实验已证实： ●照射光频率须超过某个最小频 率0，金 属才能发射出光电子； ●增加照射光强度，不能增加光电子 的动能，只能使光电子的数目增加； ●光电子动能随照射光频率的增加而增 加。 经典理论不能解释光电效应： 经典理论认为，光波的能量与其 强度成正比，而与频率无关；只要 光强足够，任何频率的光都应产生 光电效应；光电子的动能随光强增 加而增加，与光的频率无关。这些 推论与实验事实正好相反
1905年, Einstein在 Planck能量量子化的启发下,提出光子 学说: ★光是一束光子流,每一种频率的光其能量都有一个最小单 位,称为光子,光子的能量与其频率成正比:ε=hv ★光子不但有能量,还有质量(m),但光子的静止质量为零。 根据相对论的质能联系定律E=mc2,光子的质量为: m=hvc2,不同频率的光子具有不同的质量。 ★光子具有一定的动量:p=mc=hvc=h(c=Av) ★光的强度取决于单位体积内光子的数目(光子密度)。 2021-1-21
2021-1-21 19 1905年，Einstein在Planck能量量子化的启发下，提出光子 学说： ★光是一束光子流，每一种频率的光其能量都有一个最小单 位，称为光子，光子的能量与其频率成正比：h ★光子不但有能量，还有质量(m)，但光子的静止质量为零。 根据相对论的质能联系定律=mc 2 ，光子的质量为： m=h/c 2 ，不同频率的光子具有不同的质量。 ★光子具有一定的动量：p=mc=h/c=h/ (c=） ★光的强度取决于单位体积内光子的数目（光子密度）
产生光电效应时的能量守恒: hy=w+E,=hVo+mv2/2 (脱出功:电子逸出金属所需的最低能量,w=hvn) 用 Einstein光子说,可圆满解释光电效应: O当hv<w时,w<0,光子没有足够能量使电子逸出金属, 不发生光电效应; ○当hv=w时,v=v,这时的频率就是产生光电效应的临阈 (yu)频率(V); O当hw时,vo,逸出金属的电子具有一定动能, EL=hy-hv,动能与频率呈直线关系,与光强无关。 2021-1-21 20
2021-1-21 20 产生光电效应时的能量守恒： h=w+Ek=h0+mv2 /2 （脱出功：电子逸出金属所需的最低能量，w=h0） 用Einstein光子说，可圆满解释光电效应： ○当hw时，0，光子没有足够能量使电子逸出金属， 不发生光电效应； ○当h=w时，=0，这时的频率就是产生光电效应的临阈 （yu）频率( 0 )； ○当hw时，0，逸出金属的电子具有一定动能， Ek=h－h0，动能与频 率呈直线关系，与光强无关