光电效应光子爱因斯坦方程.ppt

1,光电效应 光子 爱因斯坦方程,1“光量子”假设,光可看成是由光子组成的粒子流，单个光子的能量为.,2 爱因斯坦光电效应方程,逸出功与材料有关,2,光的波粒二象性,相对论能量和动量关系,（2）粒子性：（光电效应等）,（1）波动性：光的干涉和衍射,光子,3,光子,END,4,光的波粒二象性,粒子性,波动性,（具有能量）,（具有频率）,（具有动量）,（具有波长）,5,一 德布罗意假设(1924 年),“整个世纪以来，在辐射理论上，比起波动的研究方法来，是过于忽略了粒子的研究方法；在实物理论上，是否发生了相反的错误呢？是不是我们关于粒子的图像想得太多，而过分地忽略了波的图像呢？”,6,德布罗意（1892 1987）,7,光的波粒二象性,粒子性,波动性,（具有能量）,（具有频率）,（具有动量）,（具有波长）,8,思想方法 德布罗意把对光的波粒二象性的描述，应用到实物粒子上，采用类比的方法提出物质波的假设.,德布罗意假设：实物粒子具有波粒二象性。,粒子性,波动性,9,德布罗意公式,这种波称为德布罗意波或物质波,(1)若 则,若 则,10,(2)宏观物体的德布罗意波长小到实验难以测量的程度，因此宏观物体仅表现出粒子性.,例1 一束电子中，电子的动能，求此电子的德布罗意波长.,解,11,此波长的数量级与 X 射线波长的数量级相当.,12,1 G.P.汤姆孙电子衍射实验(1927年),二德布罗意波的实验证明,13,2 戴维孙-革末电子衍射实验（1927年）,14,电子束在单晶晶体上反射的实验结果符合X射线衍射中的布拉格公式.,相邻晶面电子束反射射线干涉加强条件:,15,镍晶体,电子波的波长,16,当 时，与实验结果相近.,17,三 应用举例,1932年鲁斯卡成功研制了电子显微镜;,1981年宾尼希和罗雷尔制成了扫描隧穿显微镜.,18,经典粒子 不被分割的整体，有确定位置和运动轨道.,经典的波 物理量的空间分布作周期性的变化，波具有相干叠加性.,波粒二象性 要求将波和粒子两种对立的属性统一到同一物体上.,四 德布罗意波的统计解释,19,单个粒子在何处出现具有偶然性;大量粒子在某处出现的多少具有规律性.粒子在各处出现的概率不同.,1 从粒子性方面解释,20,电子密集处，波的强度大；电子稀疏处，波的强度小.,2 从波动性方面解释,21,在某处德布罗意波的强度与粒子在该处附近出现的概率成正比.,3 结论(统计解释),1926 年玻恩提出，德布罗意波为概率波.,END,