P36思考与讨论
Ek?h??W0 给出了光电子的最大初动能Ek与入射光的频率ν的关系。但是,很难直接测量光电子的动能,容易测量的是遏止电压Uc。怎样改写此式以得到Uc与ν、W0的关系?
提示:明确物理图景,Ek = eUc
P36例题:密立根??测量金属的遏止电压Uc与入射光频率ν,由此算出普朗克常数h ??
下表是某金属的Uc和ν的几组数据。
Uc/V ν/1014 Hz 0.541 5.644 0.637 5.888 0.714 6.098 0.809 6.303 0.878 6.501 试作出Uc-ν图象并通过图象求出: (1)这种金属的截止频率; (2)普朗克常量。
解题的核心是由 光电效应方程
Ek?h??W0
结合 动能与静电力做功的关系
Ek = eUc
写出 学生熟悉的形式
Uc =
hWν ? 0 (蓝字――两个变量) eeUc – ν图象
由图象求参数的方法:
电源电动势和内阻(直接求参数)
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用单摆测重力加速度(用图象求平均值)
??
P38康普顿效应
光的电磁理论:散射光的波长应与入射光的波长相同
假设 光子不仅具有能量,而且具有动量;用动量守恒、能量守恒完美
图17.3-5康普顿效应 地解释了康普顿效应。
定性解释不算完美!
能量:E = h · ν 动量:p = h / λ
P39第5题
5. 根据图17.2-2所示研究光电效应的电路,利用能够产生光电效应的两种(或多种)已知频率的光来进行实验,怎样测出普朗克常数?根据实验现象说明实验步骤和应该测量的物理量,写出根据本实验计算普朗克常数的关系式。
方法的训练
第3节 崭新的一页:粒子的波动性
P41物质波的实验验证
粒子束是一种波,应该产生衍射
↓
波长很短,障碍物(孔隙)应该很小,一般物体不行
↓
此前已经了解了晶体的结构(用伦琴射线)
↓
1927年得出了电子衍射图样
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P41课文:在20世纪20年代,那些关心物质波实验验证的物理学家们,说起来实在太幸运了。因为他们在技术上的这一难题已经解决,那是在伦琴射线的研究中解决的。
P41旁批:说是幸运,其实也是必然。平
时说得比较多的是科学的成就推动了技术的进步;实际上,没有生产的需求,没有技术提供的物质手段,科学也不会发展。
图17.3-1电子束穿过铝箔后的衍射图样
STS的教育
P41最后一段 关于伦琴射线的话说多了,对实物波有些干扰
P42为什么电子显微镜的分辨本领能比光学显微镜高?后面的问题:
从减轻衍射影响这方面提高显微镜的分辨本领有哪两个途径?电子显微镜采用了哪个途径?如果显微镜用质子流而不是电子流工作,它们加速后的速度相同,哪种显微镜的分辨本领有可能更高?
λ = h/p
第4节 概率波
为什么说光波是概率波?思路:
双缝干涉条纹的解释:波――强度不同;粒子――数目不同
↓
是否不同粒子之间相互作用表现为波动性?
↓
用极弱的光照,也表现出波动性
↓
单个粒子不一定沿直线“运动”?
↓
不确定性关系
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↓ ……
P45旁批:我们早已了解概率的概念。
例如,抛出的硬币回落时的概率等。但是,在抛掷硬币这类的宏观实验中观察到的概率,与量子理论中的概率之间有重要区别。
原则上,只要我们对抛硬币时手指用力的大小、方向、抛出的时机,以及硬币的高度、桌面和硬币的弹性等有足够多的信息,就有可能用牛顿物理学预言出具体的一次抛掷的结果。但是,对于个别的量子事件,甚至原则上就是不可预言的:“大自然自己也不知道她下一步要做什么。”
不必引导学生讨论 粒子不一定出现在A1、A2的位置
对此现象的解释有不同的学派――爱、玻
第5节 不确定性关系
粒子束会发生衍射 → 粒子的位臵和动量不能同时确定
图17.5-2 狭缝的宽度决定了粒子位置的不确定范围 中央亮条的宽度决定了粒子动量的不确定范围
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?x?p? 常用的还有能量和时间
h 4??E?t? 谱线的自然宽度
h 4?第十八章 原子结构
第1节 电子的发现
P52阴极射线小标题中主要说的是气体放电,可以略去。但要让学生明白以下思路(不要求学生复述):
连在电源负极上的某些金属在强电场(高电压)、高温、紫外线的作
用会发出一种射线,这种射线叫做阴极射线
↓
关于阴极射线的两种观点:电磁波~粒子流?
↓
J. J. 汤姆孙测量阴极射线的比荷
(复习带电粒子在电磁场中的运动)
↓
阴极射线由带电粒子组成
但粒子或者质量非常小,或者电荷量非常大
↓
汤姆孙又直接测量了阴极射线粒子的电荷量
↓
阴极射线粒子的电荷与质子相当(负电)质量比质子小得多
↓ 发现电子
P53思考与讨论
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