1能量子假设

第一节光电效应第二节光子[学习目标］ 1.知道什么是光电效应现象.2.知道光电流、极限频率、遏止电压的概念，掌握光电效应的实验规律．(重点）3.理解经典电磁理论在解释光电效应时的困难。

4。

知道普朗克提出的能量量子假说。

5。

理解爱因斯坦的光子说．（重点、难点)6。

会用光电效应方程解释光电效应．(重点、难点)一、光电效应、光电流及其变化1．光电效应:金属在光的照射下发射电子的现象称为光电效应,发射出来的电子称为光电子．2．光电管：光电管是由密封在玻璃壳内的阴极和阳极组成．阴极表面涂有碱金属，容易在光的照射下发射电子．3．光电流：阴极发出的光电子被阳极收集，在回路中会形成电流，称为光电流．4．发生光电效应时，入射光的强度增大，则光电流随之增大．二、极限频率和遏止电压1．极限频率对于每一种金属，只有当入射光的频率大于某一频率ν0时，才会产生光电流，ν0称为极限频率（也叫截止频率）．2．遏止电压在强度和频率一定的光照射下，当反向电压达到某一数值时，光电流将会减小到零，我们把这时的电压称为遏止电压．用符号U0表示．3．遏止电压与光电子最大初动能的关系错误!mv错误!0.4．经典电磁理论解释的局限性按照光的电磁理论，只要光足够强，任何频率的光都应该能够产生光电子，出射电子的动能也应该由入射光的能量即光强决定．但是实验结果却表明，每种金属都对应有一个不同的极限频率，而且遏止电压与光的频率有关，与光的强度无关．三、能量量子假说与光子假说1．能量量子假说:物体热辐射所发出的电磁波的能量是不连续的，只能是hν的整数倍，hν称为一个能量量子，其中ν是辐射频率，h称为普朗克常量．2．普朗克常量：h＝6.63×10－34J·s。

3．光子假说:光的能量不是连续的，而是一份一份的,每一份叫作一个光子．一个光子的能量为ε＝hν。

4．黑体：(1）能够全部吸收所有频率的电磁辐射的理想物体．绝对的黑体实际上是不存在的．(2）普朗克利用能量量子化的思想和热力学理论，才完美地解释了黑体辐射谱．四、光电效应方程及其解释1．逸出功：电子能脱离离子的束缚而逸出金属表面时所需做的最小功．用W0表示．2．光电效应方程：hν＝错误!mv错误!＋W0。

第一至四章 例题一、单项选择题1、普朗克在解决黑体辐射时提出了 【 】A 、能量子假设B 、光量子假设C 、定态假设D 、自旋假设2、若nn n a A ψψ=ˆ，则常数n a 称为算符A ˆ的 【 】 A 、本征方程 B 、本征值 C 、本征函数 D 、守恒量3、证实电子具有波动性的实验是 【 】A 、 戴维孙——革末实验B 、 黑体辐射C 、 光电效应D 、 斯特恩—盖拉赫实验4、波函数应满足的标准条件是 【 】A 、 单值、正交、连续B 、 归一、正交、完全性C 、 连续、有限、完全性D 、 单值、连续、有限 5、已知波函数 )exp()()exp()(1Et ir Et i rϕϕψ+-=, )exp()()exp()(22112t E i r t E i rϕϕψ+-=,)exp()()exp()(213Et ir Et i r-+-=ϕϕψ,)exp()()exp()(22114t E ir t E i r-+-=ϕϕψ其中定态波函数是 【 】 A 、ψ2 B 、ψ1和ψ2 C 、ψ3 D 、3ψ和ψ46、在一维无限深势阱⎩⎨⎧≥∞<=a x ax x U ,,0)(中运动的质量为μ的粒子的能级为 【 】A. πμ22222 n a B. πμ22224 n a C. πμ22228 n a D. πμ222216 n a. 7、量子力学中用来表示力学量的算符是 【 】 A 、线性算符 B 、厄米算符 C 、幺正算符 D 、线性厄米算符8、]ˆ ,ˆ[x p x= 【 】 A 、0 B 、 i C 、 i - D 、29、守恒量是 【 】A 、处于定态中的力学量B 、处于本征态中的力学量C 、与体系哈密顿量对易的力学量D 、其几率分布不随时间变化的力学量10、某体系的能量只有两个值1E 和2E ，则该体系的能量算符在能量表象中的表示为【 】A 、⎥⎦⎤⎢⎣⎡1221E E E E B 、⎥⎦⎤⎢⎣⎡2100E E C 、⎥⎦⎤⎢⎣⎡0021E E D 、⎥⎦⎤⎢⎣⎡2211E E E E 11、)(r nlmψ为氢原子归一化的能量本征函数，则=''⎰τψψd m l n nlm 【 】A 、0B 、1C 、m m l l ''δδD 、m l lm ''δδ 二、填空题 1、19世纪末20世纪初，经典物理遇到的困难有（举三个例子） 。

能量量子化假设的表达式能量量子化假设是指能量不能连续取值，而是以离散的形式存在的理论假设。

在上个世纪初，科学家们通过一系列的实验证据发现，物质和辐射的能量不是无限可分的，而是存在一个最小单位，也就是所谓的能量量子。

这一发现使人们重新审视了传统的物理学理论，并奠定了量子力学的基础。

要理解能量量子化假设，首先需要了解能量的基本概念。

在物理学中，能量是指物体或者系统所具有的做功能力。

根据经典物理学的观点，能量是连续的，可以取任意值。

然而，当科学家们开始研究微观世界时，才发现能量的取值方式与他们想象的有所不同。

根据能量量子化假设，能量在微观世界中并非连续的，而是以离散的方式存在。

这说明尽管能量在宏观尺度上是连续的，但在微观尺度上，能量却只能取一系列离散的数值。

这些离散的数值被称为能级，而能级之间的能量差被称为能量量子。

这个概念可以用以下数学表达式来描述：E = nhν在这个表达式中，E代表能量，n代表能级的序号，h是普朗克常数，ν是光的频率。

这个公式说明，能量的取值只能是一个能级序号乘以一个能级间的能量差。

换句话说，能量在微观世界中是离散的，而非连续的。

能量量子化假设的提出对物理学领域产生了深远的影响。

首先，它解释了为什么在特定的条件下，物质和辐射的能量只能特定的数值。

这也解释了为什么特定元素能吸收或发射特定的光谱线，以及为什么电子只能存在于特定的能级中。

其次，能量量子化假设对于量子力学理论的发展起到了重要的推动作用，并为研究微观粒子的性质奠定了基础。

然而，虽然能量量子化假设在描述微观世界中的现象时非常有效，但在宏观尺度上，我们仍然可以使用经典物理学来描述能量的变化。

在经典物理学中，能量仍然被认为是连续的，可以取任意值。

这是因为在宏观尺度上，量子效应的影响被平均掉了，不会对我们日常的经验产生显著的影响。

总而言之，能量量子化假设是指能量在微观世界中只能取离散的数值。

这个假设通过实验证据和理论推导得到了充分的支持，并在量子力学的发展中起到了重要的作用。