高二物理競賽：普朗克假設(shè) 普朗克黑體輻射公式課件

11、普朗克假設(shè)普朗克黑體輻射公式1

普朗克黑體輻射公式普朗克常數(shù)20123624普朗克公式的理論曲線實(shí)驗(yàn)值****************實(shí)驗(yàn)值與普朗克公式理論曲線比較T=2000K討論：1.當(dāng)波長很小時，維恩公式討論：2.當(dāng)波長很大時，瑞利-金斯公式3.極值條件維恩位移定律斯特藩—玻爾茲曼定律4.6

黑體中的分子、原子的振動可看作諧振子，這些諧振子的能量狀態(tài)是分立的，相應(yīng)的能量是某一最小能量的整數(shù)倍，即，2

，3

，

…n,稱為能量子，n

為量子數(shù).2

普朗克量子假設(shè)

普朗克量子假設(shè)是量子力學(xué)的里程碑.一光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)的規(guī)律VA（1）實(shí)驗(yàn)裝置

光照射至金屬表面,電子從金屬表面逸出的現(xiàn)象,稱為光電效應(yīng).逸出的電子稱為光電子（2）實(shí)驗(yàn)規(guī)律

截止頻率（紅限）

僅當(dāng)才發(fā)生光電效應(yīng),截止頻率與材料有關(guān)與光強(qiáng)無關(guān).20.2光電效應(yīng)

電流飽和值

遏止電壓

遏止電壓與光強(qiáng)無關(guān)，與入射光頻率具有線性關(guān)系.（光強(qiáng)）—使光電流降為零所外加的反向電勢差

瞬時性

當(dāng)光照射到金屬表面上時，幾乎立即就有光電子逸出，弛豫時間不超過為10-9s

按經(jīng)典理論，電子逸出金屬所需的能量，需要有一定的時間來積累，一直積累到足以使電子逸出金屬表面為止.與實(shí)驗(yàn)結(jié)果不符.（3）經(jīng)典理論遇到的困難

紅限問題

瞬時性問題

按經(jīng)典理論,無論何種頻率的入射光,只要其強(qiáng)度足夠大，就能使電子具有足夠的能量逸出金屬.與實(shí)驗(yàn)結(jié)果不符.二光子愛因斯坦方程（1）“光量子”假設(shè)（2）解釋實(shí)驗(yàn)愛因斯坦方程

逸出功與材料有關(guān)光可看成是由光子組成的粒子流，單個光子的能量愛因斯坦方程單個光子的能量W

逸出功，即一個電子在金屬中的束縛能電子逃離金屬表面時的動能

逸出功產(chǎn)生光電效應(yīng)條件條件（截止頻率）

光強(qiáng)越大，光子數(shù)目越多，即單位時間內(nèi)產(chǎn)生光電子數(shù)目越多，光電流越大.（時）

光子射至金屬表面，一個光子攜帶的能量將一次性被一個電子吸收，若，電子立即逸出，無需時間積累（瞬時性）.愛因斯坦方程愛因斯坦的光子理論圓滿地解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象.

密立根(RobertAndrewsMillikan,1868~1953)，美國著名實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家。研究基本電荷和光電效應(yīng)，特別是著名的油滴實(shí)驗(yàn)，證明電荷有最小單位。因而獲得1923年諾貝爾物理學(xué)獎。阿爾伯特·愛因斯坦(1879.3.14-1955.4.18)猶太裔物理學(xué)家。愛因斯坦提出光子假設(shè)，成功解釋了光電效應(yīng)，因此獲得1921年諾貝爾物理獎，同年，創(chuàng)立狹義相對論。1915年創(chuàng)立廣義相對論。四光的波粒二象性描述光的粒子性

描述光的波動性

光子

相對論能量和動量關(guān)系（2）粒子性：（光電效應(yīng)等）（1）波動性：

光的干涉和衍射總結(jié)重點(diǎn)：1.黑體輻射的實(shí)驗(yàn)定律3.光電效應(yīng)定義及方程2.普朗克能量子假