量子力學
量子論的誕生
光的粒子性
物質波
以光子解釋光電效應
普朗克的量子理論
物體無論溫度高低會發出電磁波
稱為熱輻射
只是強度和波長不同
有能階
假設的能量是某個最小單位的整數倍
能階數連續的
造成的能量也不是連續的
受照射而脫離的電子
光照到金屬板 會使部分電子脫離表面
稱為光電效應
稱為光電子
形成的電流
稱為光電流
光電效應的特性
入射光的頻率必須大於底線頻率才能產生光電子
只要超過底線頻率 無論光的強度多弱 都能產生光電子
反之只要沒有超過底線頻率 無論光強度多強 都無法產生光電子
不同的金屬有相對應的底線頻率
當入射光大於底線頻率 則金屬一被照射 光電流會立即產生
大小與光強度成正比
打出電子時 能量有大有小
最大值稱為最大動能
入射角頻率越大 產生的動能就越大
但與入射角強度無關
產生光電效應所需的最小能量
我們通常用 W 來表示
頻率為f的光 其光子的能量為hf
當hf=W時
當hf<W時
當hf>W時
不會發生光電效應
剛好可以發生光電效應
可發生光電效應 且動能較大
光強度越大 光電流越大
光強度與單位面積單位時間的光子數目成正比
光電效應的日常用運
數位相機 太陽能電池 光感應裝置
光的二象性
具有粒子跟波動的性質
光的波動性證明
光的粒子性證明
繞射及干涉實驗
愛因斯坦用光子論成功解釋光電效應
最早猜測光有波動性的人
德布羅意
物質波的證明
電子繞射實驗
物質波的內涵
物質在空間的機率分布
波粒二象性
所有的物體都有波粒二象性
電子雙狹縫干涉實驗
逐漸形成的干涉條紋
一點一點的光點
粒子性
波動性
光有時候是波動有時候是粒子 但並不會同時呈現兩種性質
強度較大時較容易呈現波動性
強度較小時較容易呈現粒子性
物質波跟光波都是機率波
描述物質跟光波在空間出現的機率
原子光譜
發射光譜
吸收光譜
連續光譜
熱的固體 液體 高密度氣體所發出的白光通過三稜鏡
高溫 低密度的元素氣體所發出的光譜
白光通過低溫 低密度的元素氣體
光譜呈現連續的分布
不是連續的光譜
特定波長的電磁波會被吸收
同一種元素氣體發射光譜中的明線位置和吸收光譜的暗線位置相同
光譜的獨特性
不同元素有不同的發射與吸收光譜
波耳的氫原子模型
能階穩定態
光譜線的頻率
電子沿著特定的軌道繞園子和運行
電子可以藉由吸收或放出光子
這些特定的能量結構稱為能階
最穩定的狀態稱為基態
其他稱為激發態或受激態
由能階躍遷到另一個能階