第七章光的量子性 主要内容 1、光速及其测定方法 2、以光的量子性为基础,介绍光电效应和康普顿效应; 3、光的波粒二象性
第七章 光的量子性 主要内容 1、光速及其测定方法； 2、以光的量子性为基础，介绍光电效应和康普顿效应； 3、光的波粒二象性
教学目的: 理解光速的概念,牢固掌握能量子概念和光电效应方程,能应 用光电光电效应方程进行实验规律的解释和实际计算;理解光 电效应和康普顿效应所体现的光的量子性。 内容分析: 第一单元(§1): 光速及其测定方法; 第二单元(§2~§3):热辐射的经典定律和普朗克量子假设。 第三单元(§4~§5):光电效应,光电效应方程。 第四单元(§6): 康普顿效应 第五单元(§7~§8):量子理论对光本性的认识。 重点难点: 能量子假设、光电效应
第一单元（§1）： 光速及其测定方法； 第二单元（§2～§3）： 热辐射的经典定律和普朗克量子假设。 第三单元（§4～§5）： 光电效应，光电效应方程。 第四单元（§6）： 康普顿效应。 第五单元（§7 ～§8 ）：量子理论对光本性的认识。 教学目的： 理解光速的概念，牢固掌握能量子概念和光电效应方程，能应 用光电光电效应方程进行实验规律的解释和实际计算；理解光 电效应和康普顿效应所体现的光的量子性。 内容分析： 重点难点： 能量子假设、光电效应
△971光速及其测定 、真空中的光速 1、理论值:C =299792.500km/ 040 2、测量值:C=(299,792.458±0.001)km/s 最可靠值 二、测量方法 1、天文学方法: 木星卫星蚀法(罗默,1676年): C=215000km/s 恒星光行差法(布喇法雷,1728年) C=303.000km/s 天文学方法受观测精度的影响,精度很低
§7.1 光速及其测定 一、真空中的光速 1、理论值： c 299,792.500k m/s 1 0 0 = = 2、测量值： c = (299,792.458 0.001)k m/s 二、测量方法 ——最可靠值 1、天文学方法： • 木星卫星蚀法（罗默，1676年）： c = 215,000k m/s 天文学方法受观测精度的影响，精度很低。 • 恒星光行差法（布喇法雷，1728年）： c = 303,000k m/s
2、实验室方法: A 2l 伽利略法:C 旋转齿轮法(斐索,149年):C=315,000km/s 旋转镜法(付科,1851年):C=(29800050km/S 激光测速法:c=(299,792458±0.001)km/s 三、相速度和群速度 1、相速度:单色光波等相面的传播速度。通常意义上的光速。V dt 2、群速度:光波的某一确定振幅(能量)的传播速度:U △ 3、相速、群速的关系(瑞利公式):t=v-克 d
2、实验室方法： A B l • 伽利略法： l c 2 = • 旋转齿轮法（斐索，1849年）： c = 315,000k m/s • 旋转镜法（付科，1851年）： c = (298,000 500)k m/s • 激光测速法： c = (299,792.458 0.001)k m/s 三、相速度和群速度 1、相速度：单色光波等相面的传播速度。通常意义上的光速。 dt dr v = 2、群速度：光波的某一确定振幅（能量）的传播速度： k u = 3、相速、群速的关系（瑞利公式）： d dv u = v −
7,2热辐射 经典电磁理论观点:电磁场是连续的,其能量是连续分布于场所在 的整个空间。 19世纪末20世纪初,黑体辐射、光电效应、康普顿效应的相继出现,造 成了经典电磁理论的困难。促使人们挣脱经典连续观念的束缚,从全新的角 度重新考虑经典理论的适用性。从而建立了量子理论。 辐射的分类: 1、定义:物体向外发射能量的过程称为辐射 2、分类:在向外辐射能量的过程中,物体将消耗本身的能量,要维持 辐射,必须要从外界不断补充能量或物体内部产生某种变化。按能量补 充的不同形式,辐射可作如下分类 化学发光:由自身内部化学变化(如燃烧)补充能量 光致发光:由外来光或其它辐射不断或预先照射补充能量; 场致发光:由外加电场补充能量;(如火花放电、电弧光、辉光等) ·阴极发光:由电子束轰击固体物质所产生的辐射; 热辐射:外加热源补充能量
§7.2 热辐射 一、辐射的分类： 经典电磁理论观点：电磁场是连续的，其能量是连续分布于场所在 的整个空间。 19世纪末20世纪初，黑体辐射、光电效应、康普顿效应的相继出现，造 成了经典电磁理论的困难。促使人们挣脱经典连续观念的束缚，从全新的角 度重新考虑经典理论的适用性。从而建立了量子理论。 1、定义：物体向外发射能量的过程称为辐射 2、分类：在向外辐射能量的过程中，物体将消耗本身的能量，要维持 辐射，必须要从外界不断补充能量或物体内部产生某种变化。按能量补 充的不同形式，辐射可作如下分类： • 化学发光：由自身内部化学变化（如燃烧）补充能量； • 光致发光：由外来光或其它辐射不断或预先照射补充能量； • 场致发光：由外加电场补充能量；（如火花放电、电弧光、辉光等）； • 阴极发光：由电子束轰击固体物质所产生的辐射； • 热辐射： 外加热源补充能量