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光电效应和光的波粒二象性
问题一*：做出按照Wein公式和Plank公式做出的在三个不同温度下（0K-50000K）的能量辐射分布曲线
第一章 微观粒子的状态：§1.1 量子力学的起源：光电效应与Einstein的光量子
光电效应
A
bias
+
_
metal
light
Collector
经典理论：
无论光的频率是多少，只要光足够强，就会有光电子发射出来；
光越强，发射出来的光电子动能越大；
光电子发射与否、光电子动能与频率无关。
弹性振子
1905年Einstein假设一束单色光由辐射能量大小为h 的量子组成，即假设光与物质粒子交换能量时，是以“微粒”形式出现，这种“微粒”就是“光量子”，一个光量子带有能量h 。
第一章 微观粒子的状态：§1.1 量子力学的起源：光电效应与Einstein的光量子
实验事实：
临界频率νmin ：当照射光的频率小于临界频率时，无光电子发射出来；
光电子动能只与光频率有关，与光强无关；
光强只影响光电子的数目。
电子要飞离金属，必须克服吸引而做功(克服脱出功)，所以飞出电子的动能：
第一章 微观粒子的状态：§1.1 量子力学的起源：光电效应与Einstein的光量子
金属
钨
钙
钠
钾
铷
铯
红限 0
（1014Hz）
10.9
7.73
5.53
5.44
5.15
4.69
逸出功W0（eV）
4.54
3.20
2.29
2.25
2.13
1.94
问题二*：光电效应的实验中，如何测量发射电子的速度？
光电效应的原理能否用于发电？
问题三：“光的能量”包涵了频率和强度两个方面。但是最后如何来理解光的能量的问题，比如一束250mW, 325nm波长的激光,和一个100W的白炽灯相比？
Inspirited by Prof. Yanhua Shih
Department of Physics, University of Maryland Baltimore County Baltimore, MD 21250, U.S.A.
Keyword：Einstein-Podolsky-Rosen
第一章 微观粒子的状态：§1.1 量子力学的起源：光的波粒二象性
光的波粒二象性
remember
第一章 微观粒子的状态：§1.1 量子力学的起源：光的波粒二象性
光同时具有粒子性和波动性，即具有波粒二象性：
描述其粒子特性：动量、能量
描述其波的特性：波长、频率
课本Page 3
第一章 微观粒子的状态：§1.1 量子力学的起源：实物粒子的波粒二象性
1923年de Broglie提出实物微观粒子具有波动性的假设。
德布罗意关系：
1929年Nobel Prize
波矢
第一章 微观粒子的状态：§1.1 量子力学的起源：实物粒子的波粒二象性
戴维孙、革末电子衍射实验：
100V
1937年Nobel Prize
电子波动性的证实
实物粒子的波粒二象性
第一章 微观粒子的状态：§1.1 量子力学的起源：实物粒子的波粒二象性
单缝
双缝
三缝
四缝
1961年约恩逊的单、双、三、四缝电子衍射实验：
中子在Na单晶晶体上的衍射：
进一步证实了微观粒子的波动特性
第一章 微观粒子的状态：§1.1 量子力学的起源：实物粒子的波粒二象性
例：一个用150伏的电压所加速的电子，其波长是？
实物粒子波长的计算：
自由粒子动能：
*：电子衍射实验为什么要使用晶体物质作为光栅？
Physics Frontier
Single-layer Graphene
http://ncem.lbl.gov/frames/TEAM0.5.htm
Resolution: 50 pm
Carbon atoms
第一章 微观粒子的状态
第一章 微观粒子的状态
§1.1 量子力学的起源
§1.3 薛定谔方程
§1.4 精确求解薛定谔方程的四个例子
§1.2 波函数
§1.5 定态微扰理论

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