квантовой физики

Раздел современной физики
Квантовая физика изучает свойства,
строение атомов и молекул, движение
и взаимодействие микрочастиц
В декабре 2000 года мировая научная
общественность отмечала столетний юбилей
возникновения новой науки – квантовой
физики и открытие новой фундаментальной
физической константы – постоянной Планка.
Заслуга в этом принадлежит выдающемуся
немецкому физику Максу Планку . Ему удалось
решить проблему спектрального
распределения света, излучаемого нагретыми
телами, проблему, перед которой классическая
физика оказалась бессильной. Планк первым
высказал гипотезу о квантовании энергии
осциллятора, несовместимую с принципами
классической физики. Именно эта гипотеза,
развитая впоследствии трудами многих
выдающихся физиков, дала толчок процессу
пересмотра и ломки старых понятий, который
завершился созданием квантовой физики.
Тепловое излучение тел
Тепловым называется электромагнитное
излучение, испускаемое нагретыми
телами, за счет своей внутренней энергии.
Абсолютно черное
тело - тело,
поглощающее всю
энергию
падающего на него
излучения любой
частоты при
произвольной
температуре.
Модель абсолютно черного тела
Гипотеза Планка
Планк пришел к выводу, что
процессы излучения и поглощения
нагретым телом электромагнитной
энергии, происходят не непрерывно,
как это принимала классическая
физика, а конечными порциями –
квантами. Квант – это
минимальная порция энергии,
излучаемой или поглощаемой
телом. По теории Планка, энергия
кванта E прямо пропорциональна
частоте света:
Фотон.
Световые кванты – реальные микрочастицы – фотоны.
Фотон – микрочастица, квант электромагнитного излучения.
Свойства фотона.
1. Энергия фотона пропорциональна частоте электромагнитного
излучения : E=h.
2. Фотон – электрически нейтральная частица, т.е. qф=0.
3. Скорость фотона во всех системах отсчета равна скорости света в
вакууме:  = с.
4. Масса покоя фотона равна нулю, т.е. он не существует в состоянии
E=mc2, то m=h/c2.
Фотон обладает импульсом p=mc=h/c=h/.
Давление э/м излучения (фотонного газа): p=2I/c, где I –
покоя. Т.к.
5.
6.
интенсивность э/м излучения.
Постоянная Планка равна
h = 6.62 * 10-34 Дж*с
En = nE0 = nhν
n – число фотонов
E0 - минимальная порция энергии – 1 квант
Открытие фотоэффекта
• 1886 – 1889 года,
наблюдение
фотоэффекта
• Немецкий физик
• Генрих Герц
• Обнаружил
фотоэффект
Наблюдение фотоэффекта
•
Явление выхода
(вырывания)
электронов из
вещества под
действием света
получило название
фотоэлектрическо
го эффекта фотоэффекта
Наблюдение фотоэффекта
Задача 1.
Энергия фотона равна 2.8*10-19 Дж. Какова длина
волны электромагнитного излучения?
Дано
СИ Решение
Е = 2.8*10-19
E = hν
Дж
ν = с/ λ
h = 6.62 * 10E = hс/ λ
34 Дж*с
λ = hс / Е
Найти - λ
Вычисление
λ = (6.62 * 10-34
Дж*с * 3*108 м/с) /
2.8*10-19 Дж =
7,1*10-7 м
№2. Источник света мощностью 100 Вт испускает
5*1020 фотонов в секунду. Найдите среднюю длину
волны излучения.
Дано
СИ Решение
Р = 100 Вт
Pt = nhν
n= 5*1020
ν = с/ λ
t= 1 С
с/ λ = Pt / nh
h = 6.62 * 10λ = сnh/ Pt
34 Дж*с
Найти - λ
Вычисление
λ = ( 3*108 м/с *
5*1020 * 6.62 * 10-34
Дж*с) / (100 Вт * 1 c)
= 99.3 * 10-8 м
Задание на дом
Параграфы 47,49,50 –
ответить на вопросы