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量子力學 - Coggle Diagram
量子力學
物質波
實驗
美國科學家利用鎳金屬晶體,行電子繞射實驗,證實了得布羅意的假設
湯姆森也利用類似實驗裝置,,發現同一晶體在被X射線及電子束照射下,所得的電子繞射圖案相似,固可證明粒子具波動性
提出者
德布羅意提出,每個物質粒子都伴有波動性,這種波後來被稱為物質波
定義
物質波是由於物質在空間中的機率分布,藉由觀測呈現的影像
結論
所有物質皆具波粒二象性
在不同觀測情況表現出不同特性
電子雙狹縫干涉實驗
若只用粒子描述電子,無法解釋干涉條紋的出現
若只侷限於波動,干涉條紋就不會一點一點慢慢出現
若以量子論解釋,物質波或光波都是機率波
光的粒子性
光電效應
當光照射在金屬板上,且入射光頻率大於底限頻率時,會使部分電子脫離表面,此現象稱為光電效應
因受光照而脫離的電子,稱為光電子
光照形成的電流,稱為光電流
底限頻率隨金屬材質改變,且只有光頻率才會影響是否會產生光電子
入射光頻率越大,光電子動能越大
入射光強度越大,單位時間內產生光電子數量越多(呈正比)=光強度越強,光電流越大
愛因斯坦的光子論可解釋光電校應,因此光的波動性獲得確認
在繞射及干涉實驗中,可確認光具波粒二象性
原子光譜
種類
離散光譜
肇因於能階的躍進
能階
波耳原子模型
當電子位於E1能階時,是最穩定狀態,稱為基態;E2以上的能階就稱為激發態或受激態
由高能階躍進到低能階,會放出能量;由低能階躍進到高能階,會吸收能量
種類
發射光譜
高溫、低密度元素氣體發出的光譜,只在特定波長處出現亮線,稱為發射光譜
吸收光譜
當白光通過低溫、低密度的元素氣體時,某些特定波長的電磁波會被吸收而在光譜上產生暗紋,稱為吸收光譜
連續光譜
因物體熱輻射、電荷加速產生
熱的固體、液體或高密度氣體發出的白光通過三稜鏡後會呈連續分布
特性
互補性
同一元素氣體發射光譜中明線與吸收光譜中的暗線位置相同
獨特性
不同元素有不同的發射及吸收光譜
定義
複色光經過三稜鏡後,會依頻率波長大小排列,此圖案就稱為光譜
量子論
能階
能量變化不連續,呈階梯分布
普朗克、愛因斯坦
熱輻射
物體不論溫度高低,皆會發出電磁波,只是各波長強度分不同