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量子力學 - Coggle Diagram
量子力學
光的波粒二象性
熱輻射與能量量子化
普朗克
熱輻射來自物體內部
帶電質點震盪產生的電磁波
能量並非連續的
成功解釋熱輻射實驗結果
光電效應
人物
現象發現者
赫茲
實驗結果提出者
雷納
提出結論解釋者
愛因斯坦
原理
金屬表面受光照射，釋放出電子的現象
光電子
光照射金屬表面而釋出的電子
光電流
光電子所構成的電流
觀察重點與實驗結果
入射光頻率>特定頻率
光電子最大動能
關聯
與入射光頻率成正比
無關聯
入射光強度
光電流大小
關聯
與入射光強度成正比
是否打出光電子
關聯
金屬種類
無關聯
入射光角度
光照射的時間
入射光頻率>特定頻率
產生電子--
入射光頻率<特定頻率
無法產生電子
近代物理的對光電效應的解釋
E=hf
h=6.63
10^34焦耳
秒
關鍵
光的認知
每個光電子能量為E=hf
打出光電子
光子和金屬表面的電子發生碰撞
底線頻率
金屬表面需吸收一定的能量
光強度
光強度=每秒光子數*每個光子能量
結果整理
粒子觀點
光電流大小
關聯
入射光強度正比
無關聯
入射光頻率無關
光電子最大動能
關聯
入射光頻率
無關連
入射光強度
應用
太陽能電池、光電管
物質的波粒二象性
物質波理論
德布羅意
提出
:運動中的粒子可表現出波動的性質
物質波
物質的波動效應
電子繞氫原子運行
物質波波長與軌道半徑相近
電子的物質波在軌道上形成駐波
電子在運行時不輻射電磁波
形成穩定態和能階
物質波的存在
發現
戴維森、革末
射入一個鎳晶體標靶
類似X光的繞射圖案
電子具有波動性
約恩松
電子取代可見光緣
形成雙狹縫干涉條紋
證明電子波動性質
原子光譜
原子模型
困境
拉塞福行星模型
a粒子射擊金箔
電子繞射加速輻射連續光譜
不連續光譜
模型有待修正
電子將墮落於原子核
原子非常穩定
波以耳
啟發
行星原子模型的矛盾
假設
假設電子在特定的軌道上環繞原子核，具有特定能量
事實
軌道圓周長=電子物質波波長整數倍
氫原子光譜的經驗公式
假設
原子由高能階躍遷至低能階，輻射出電磁波
事實
與氫原子光譜相同
能階
高-低
釋放能階能量差值得光子
低=高
自由從低-高
成就
解釋光譜線的由來
提供能量量子化的實證
缺陷
光強度無法了解
適用氫原子或核外只有一個電子的原子
缺乏一致性的理論架構
原子光譜
三稜鏡發現連續光譜
發射光譜
各種元素的原子
高溫氣態
不連續的明線光譜
吸收光譜
通過低溫氣態元素
具特定能量的光被原子吸收
低能階-高能階
不連續光線