量子論關於光子的論述

2022-09-30 19:15:02 字數 2477 閱讀 5948

在經典物理學中,對體系物理量變化的最小值沒有限制,它們可以任意連續變化。但在量子力學中,物理量只能以確定的大小乙份乙份地進行變化,具體有多大要隨體系所處的狀態而定。這種物理量只能採取某些分離數值的特徵叫作量子化。

變化的最小份額稱為量子。例如,頻率為υ的諧振子,其能量不是連續變化,而是只能以hυ的整數倍變化,欲使其能量改變hυ的幾分之幾是不可能的。微粒的角動量也是量子化的,其固有量子是h/2π。

量子化是微觀體系基本的運動規律之一,它與經典力學是不相容的

光子可分嗎?物體吸收光子時,光子能量完全吸收嗎?光量子的能量可分嗎?

在微觀世界裡存在能量不連續的普遍現象。這是微觀世界有別於巨集觀世界的顯著特徵之一。是嗎?巨集觀物質連續可分,能量連續可變。巨集觀與微觀有聯絡嗎?

量子論讀與想

蒲朗克很早就投入了對黑體輻射的探索,在用經典物理理論無論如何都解釋不了探索結果的情況下,他對經典物理理論進行了否定,提出嶄新的量子假說新概念,並據之得出了公式,把輻射能量與輻射光譜統一了起來,解決了黑體輻射問題。蒲朗克的量子假說認為,輻射是由一分分的能量組成的。就象物質是由乙個個原子組成的一樣。

輻射中的乙份能量即是乙個量子。量子的能量大小取決於輻射的波長,波長越短,能量越大;波長越長,能量越小。換句話說,就是量子的能量與波長成反比,與頻率成正比。

所謂量子,來自拉丁文「分立的部分」或「數量」一詞。光正是乙個個量子的連續發射,但由於人的眼睛有視覺暫留現象,所以看不到乙個個分離的量子,而看到的是一道道光線。從而,為新物理學的產生奠定了第一塊基石。

-----摘自《蒲朗克首創「量子論」》

蒲朗克提出能量的量子化,沒有提出光量子思想。能量量子化與輻射波

愛因斯坦針對光電效應實驗與經典理論的矛盾,提出了光量子假說。-在空間傳播的光是不連續的,而是乙份乙份的,每乙份叫做乙個光子,光子的能量與頻率成正比,即e=hγ。---摘自《量子論-百度百科》《光子說》

愛因斯坦提出光量子思想,沒有提出物質波思想。愛因斯坦提出光是一種粒子。能量量子化與光,光是一種粒子。

物質分為兩大類:實物和場。既然作為場的光有粒子性,那麼作為粒子的電子、質子等實物是否也具有波動性?

德布羅意由光的波粒二象性的思想推廣到微觀粒子和任何運動著的物體上去,得出物質波的概念。---摘自《量子論初步》

德布羅意提出物質波思想,實物具有波動性。電子,質子等實物量子化,包括巨集觀物體。能量量子化與物質

為研究物體輻射電磁波的規律,取反射遠弱於輻射的物體為研究物件,並將這種理想化模型稱為「黑體」。蒲朗克假說說的是黑體輻射的問題。光電效應,愛因斯坦說的是物體吸收光的問題。

物體吸收或輻射的能量是量子化的。作為粒子的電子,質子等實物能量量子化。

一般物體熱輻射時,除了吸收或釋放電磁波,還反射電磁波。物體反射時,怎麼樣呢?

光子在介質中和物質微粒相互作用時,可能使得光向任何方向傳播,這種現象叫光的散射.2023年,美國物理學家康普頓在研究石墨中的電子對x射線的散射時發現,有些散射波的波長比入射波的波長略大,他認為這是光子和電子碰撞時,光子的一些能量轉移給了電子,康普頓假設光子和電子、質子這樣的實物粒子一樣,不僅具有能量,也具有動量,碰撞過程中能量守恆,動量也守恆.按照這個思想列出方程後求出了散射前後的波長差,結果跟實驗資料完全符合,這樣就證實了他的假設。「從量子論的觀點看,可以假設:任一特殊的x射線量子不是被輻射器中所有電子散射,而是把它的全部能量耗於某個特殊的電子,這電子轉過來又將射線向某一特殊的方向散射,這個方向與入射束成某個角度。

輻射量子路徑的彎折引起動量發生變化。結果,散射電子以一等於x射線動量變化的動量反衝。散射射線的能量等於入射射線的能量減去散射電子反衝的動能。

由於散射射線應是一完整的量子,其頻率也將和能量同比例地減小。因此,根據量子理論,我們可以期待散射射線的波長比入射射線大」,而「散射輻射的強度在原始x射線的前進方向要比反方向大,正如實驗測得的那樣。」---摘自《康普頓效應-百度百科》

康普頓效應說明光的粒子性,同時說明能量的改變與光電效應有所不同,能量的改變有另一種形式,與光電效應中能量量子化有所不同。

量子論嘗試觀點

微觀粒子兩種現象(包括光子)

1 能量乙份乙份的,能量量子化

乙個粒子表示乙份量子化的能量。乙個更大的粒子吸收或釋放能量時,粒子表示量子化,乙份乙份的,不能取中間值。例如光電效應中。

2能量可以不像上面樣乙份乙份的吸收或釋放,能量的部分改變

乙個粒子與另乙個粒子碰撞時,例如光子的散射,可以失去或獲得部分的能量,變到另一能量狀態。

巨集觀物體兩種現象

1巨集觀物體波粒二象性,表示巨集觀物體能量量子化。巨集觀物體可以看成乙份乙份的能量,乙個巨集觀物體表示乙份能量,能量量子化。乙個巨集觀物體可以看成另乙個更大的巨集觀物體釋放出來的。

2 能量可以不像上面樣乙份乙份的吸收或釋放。乙個物體與另乙個物體碰撞時。

巨集觀物體與微觀物體都有能量量子化與能量不是量子化兩種現象。能量量子化說的是物體(包括巨集觀和微觀)表示乙份乙份的能量被另一更大的物體釋放或吸收時,能量是量子化的;能量不是量子化的,說的是物體與另一物體碰撞時候,能量不是以量子化的完整的增加或減少。

如果巨集觀物體具有波粒二象性,那麼巨集觀物體可以看成乙份量子化的能量,那麼一切物體具有能量量子化,同時能量還有不是量子化的形式。

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物理模組2 漳浦六中詹國榮 一 課標解讀 課程標準 物理模組二的第三個二級主題 經典力學的成就與侷限性 有如下內容標準 1 初步了解經典時空觀和相對論時空觀,知道相對論對人類認識世界的影響。2 認識經典力學的適用範圍和侷限性。根據課標的要求,本章應該完成如下的目標 讓學生認識在此之前學習的牛頓定律在...

2019高考物理知識點總結52量子論初步

2 光子的能量跟它的頻率成正比,即 e h hc 式中的h叫做蒲朗克恒量,h 6 610 34j s 愛因斯坦利用光子說解釋光電效應過程 乙個光子的能量只能被乙個電子吸收,一對一關係 入射光照到金屬上,有些光子被電子吸收,有些沒有被電子吸收 吸收了光子的電子 a b c e g 動能變大,可能向各個...

2019高考物理知識總結 第17章《量子論初步》

第十七章量子論初步 目的要求 重點難點 教具 過程及內容 散量子論初步 一 光電效應 1 現象 在光 包括不可見光 照射下物體發射出電子的現象叫光電效應現象 所發射的電子叫光電子 光電子定向移動所形成的電流叫光電流。2 光電效應規律 1 任何一種金屬都有乙個極限頻率,入射光必須大於這個極限頻率才能產...