第一节波粒二象性 3爱因斯坦的光子学说 mvo=hv-a mvo=eva →eU=hv-4→-U,=v Ua=KV-Uo *解释截止电压与频率成线性关系以 h及红限频率的存在。 饱和光电流强度与光强成正比<一参与作用的光子数多 *光照射阴极板时,电子吸收光子能量一)解释光电效 应几乎瞬时产生
17 h A 0 = * 解释截止电压与频率成线性关系以 及红限频率的存在。 mV = h − A 2 0 2 1 a mV = eU 2 0 2 1 −Ua = K −U0 eUa = h − A e A e h U − − − − a = * 光照射阴极板时，电子吸收光子能量 —〉 解释光电效 应几乎瞬时产生。 *饱和光电流强度与光强成正比 <— 参与作用的光子数多 第一节 波粒二象性 3 爱因斯坦的光子学说
18 4、光的波粒二象性 第一节波粒二象性 光子的能量、动量和质量 s=hv 相对论质能关系:E=hv=mC2 光子的质量:m v 况C 因为:m= 光子的静止质量为零! 1-p2/d 成粒二像 光子的动量:p=mC p-元 v 1916年,密立根实验证实了光子论的正确性,并测得h=6.57×10 34焦耳秒。光的波动性(p)和粒子性(λ)是通过普朗克常数 联系在一起的。 获得1923年诺贝尔物理学奖
18 = h 1916年，密立根实验证实了光子论的正确性，并测得h=6.5710- 34 焦耳•秒。光的波动性（p）和粒子性（）是通过普朗克常数 联系在一起的。 2 相对论质能关系： = h = mC 光子的静止质量为零! 2 2 0 1 v C m m − / 因为： = 光子的动量： p = mC h p = = h 光子的能量、动量和质量 C h C h m 光子的质量： = 2 = 获得1923年诺贝尔物理学奖 第一节 波粒二象性 4、光的波粒二象性 波粒二像性
19 三、康普顿效应(1922~1923) 第一节波粒二象性 1.X射线在石墨上的 入射业2准直系统 散射实验结果: 石墨 散射光元 康普顿散身 探测器 散射体 (1)散射的射线中有与入射波长相同的射 线也有波长礼>风的射线 e=450 (2)散射线中波长的改变量Δ=孔′-λ随散 射角的增加而增加。 e=900 L2=2-0=0(1-c0s0) 康普顿波长→=0.024263A 9=135(3)同一散射角下A相同,与散射物质无关 原子量较小的物质,康普顿散射较强。 0
19 1.X射线在石墨上的 散射实验结果： 准直系统 入射光0 散射光 石墨 探测器 散射体 (1) 散射的射线中有与 入射波长 相同的射 线,也有波长 的射线. 0 0 (2)散射线中波长的改变量 随散 射角 的增加而增加。 − 0 = (1 cos ) = −0=c − (3)同一散射角下 相同, 与散射物质无关； 原子量较小的物质，康普顿散射较强。 康普顿波长 λc = 0.024263 A I =0o I =45o I =90o I =135o 0 三、康普顿效应(1922~1923) 第一节 波粒二象性 康普顿散射
第一节波粒二象性 康普顿散射实验 阳极 阴极 :
20 第一节 波粒二象性 康普顿散射实验
21 第一节波粒二象性 康普顿效应解释 2.康普顿效应验证光的量子性 (1)经典电磁理论的困难:A=做 (2)康普顿的解释: X射线光子与“静止”的“自由电子”弹性碰 碰捶前 X射线光子(104~105eV) hv n 电子(百分之几eV) 碰撞过程中能量与动量守恒: 6 hy c2=hy tmC2 m1反冲电子 n+mi 0
21 （2）康普顿的解释： X射线光子与“静止”的“自由电子”弹性碰 撞: 碰撞过程中能量与动量守恒： 2.康普顿效应验证光的量子性 （1）经典电磁理论的困难： 入=散 碰撞前： X射线光子 （104~105 eV） 电 子 （百分之几eV） n C h 0 0 n C h mv 反冲电子 2 2 h 0 +m0 C =h +mC n mv h n h = + 0 0 第一节 波粒二象性 康普顿效应解释