Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Инфоурок / Физика / Презентации / Презентация"Исторические истоки квантовой физики"

Презентация"Исторические истоки квантовой физики"

  • Физика

Поделитесь материалом с коллегами:

  ГИПОТЕЗА ПЛАНКА И ЭЙНШТЕЙНА о дискретности электромагнитного излучения
Проблема теплового излучения тел Историческое начало квантовой физики на рубе...
Методом интерполяции и подгонки к эмпирическим данным Планку удалось получит...
Квантовая гипотеза М. Планка М. Планк
Развитие квантовой гипотезы А. Эйнштейном А. Эйнштейн
Экспериментальные подтверждения квантовой гипотезы Планка-Эйнштейна Историчес...
  Фотоэффект 
Фотоэффект Фотоэффект - испускание электронов с поверхности металлов под дейс...
зависимость кинетической энергии фотоэлектронов от частоты излучения существо...
Экспериментальные закономерности фотоэффекта интенсивность излучения J увелич...
Экспериментальные закономерности фотоэффекта максимальная кинетическая энерги...
Объяснение фотоэффекта А. Эйнштейном Закономерности фотоэффекта объясняются к...
  Световое давление 
В 1873 г. Дж. Максвелл, исходя из представлений об электромагнитной магнитной...
1619 ГОДУ НЕМЕЦКИЙ УЧЕНЫЙ И. КЕПЛЕР ЗАМЕТИЛ, ЧТО ХВОСТ КОМЕТ ВСЕГДА НАПРАВЛЕ...
По мере приближения кометы к Солнцу ядро нагревается, и его вещества начинаю...
Световое давление играет существенную роль в космических и внутриатомных про...
П. Н. Лебедев доказал, что свет оказывает на тела давление П. Н. Лебедев
Давление света Основной постулат корпускулярной теории электромагнитного излу...
Обратимся теперь к явлению светового давления. Давление света открыто русски...
Итак, из корпускулярной теории электромагнитного излучения следует, что свет...
  ЭФФЕКТ КОМПТОНА 
Эффект Комптона При фотоэффекте импульс передается образцу и испущенному из...
Изучая рассеяние рентгеновского излучения на парафине, Комптон обнаружил: дл...
Д.В.Скобельцын возле установки для исследования Комптон-эффекта, 1924
Схема экспериментальной установки Комптона РТ- рентгеновская трубка. Θ - уго...
Объяснение эффекта А. Комптоном Эффект возникает вследствие упругого взаимоде...
Объяснение эффекта Комптона основывается на законах сохранения энергии и импу...
  ГИПОТЕЗА ДЕ БРОЙЛЯ о волновых свойствах вещества
Гипотеза де Бройля Опыты указывали на необходимость пересмотра основ квантово...
Гипотеза де Бройля о волновых свойствах вещества В 1924 году французский учен...
х Луи де Бройль (1892 – 1987), французский физик, удостоенный Нобелевской пре...
Если фотон обладает энергией E = ħv и импульсом p = h/λ, то и частица (наприм...
Согласно квантовой механике, свободное движение частицы с массой m и импульсо...
Опыты по дифракции частиц и их квантовомеханическая интерпретация. Опыт Дэвис...
Экспериментальные подтверждения гипотезы де Бройля Дифракционная картина, пол...
Опыты К. Дэвиссона и Л. Джермера В опытах исследовалось распределение электро...
Кристаллы обладают высокой степенью упорядоченности. Атомы в них располагают...
х здесь θ – угол, под которым падает пучок электронов на данную кристаллограф...
В 1927 г. Дж.П. Томпсон и независимо от него П.С. Тартаковский получили дифра...
 Дифракция быстрых электронов на прохождение на плёнках алюминия
Интерференция электронов а б Интерференционные картины от двух щелей, получен...
В природе не наблюдалось половины или части электрона, электрон всегда обнар...
Распределение интенсивности электронов согласно классической физике
Распределение интенсивности электронов согласно квантовой теории
Когда открыты обе щели одновременно, счетчик перестает регистрировать электро...
Принцип корпускулярно-волнового дуализма Из теоретических и экспериментальных...
1 из 50

Описание презентации по отдельным слайдам:

№ слайда 1   ГИПОТЕЗА ПЛАНКА И ЭЙНШТЕЙНА о дискретности электромагнитного излучения
Описание слайда:

  ГИПОТЕЗА ПЛАНКА И ЭЙНШТЕЙНА о дискретности электромагнитного излучения

№ слайда 2 Проблема теплового излучения тел Историческое начало квантовой физики на рубе
Описание слайда:

Проблема теплового излучения тел Историческое начало квантовой физики на рубеже XIX и ХХ веков положила идея М. Планка в решении проблемы теплового излучения тел.

№ слайда 3 Методом интерполяции и подгонки к эмпирическим данным Планку удалось получит
Описание слайда:

Методом интерполяции и подгонки к эмпирическим данным Планку удалось получить формулу искомой функции

№ слайда 4 Квантовая гипотеза М. Планка М. Планк
Описание слайда:

Квантовая гипотеза М. Планка М. Планк

№ слайда 5 Развитие квантовой гипотезы А. Эйнштейном А. Эйнштейн
Описание слайда:

Развитие квантовой гипотезы А. Эйнштейном А. Эйнштейн

№ слайда 6 Экспериментальные подтверждения квантовой гипотезы Планка-Эйнштейна Историчес
Описание слайда:

Экспериментальные подтверждения квантовой гипотезы Планка-Эйнштейна Исторически первыми экспериментальными подтверждениями квантовой гипотезы Планка-Эйнштейна стали фотоэффект и эффект Комптона

№ слайда 7   Фотоэффект 
Описание слайда:

  Фотоэффект 

№ слайда 8 Фотоэффект Фотоэффект - испускание электронов с поверхности металлов под дейс
Описание слайда:

Фотоэффект Фотоэффект - испускание электронов с поверхности металлов под действием ультрафиолетового электромагнитного излучения. Явление фотоэффекта было открыто Г. Герцем в 1887 году. Г. Герц

№ слайда 9 зависимость кинетической энергии фотоэлектронов от частоты излучения существо
Описание слайда:

зависимость кинетической энергии фотоэлектронов от частоты излучения существование «красной границы» фотоэффекта Некоторые из закономерностей фотоэффекта оказались не объяснимы с позиций классической электродинамики

№ слайда 10
Описание слайда:

№ слайда 11 Экспериментальные закономерности фотоэффекта интенсивность излучения J увелич
Описание слайда:

Экспериментальные закономерности фотоэффекта интенсивность излучения J увеличивает число испускаемых электронов, но их максимальная кинетическая энергия

№ слайда 12 Экспериментальные закономерности фотоэффекта максимальная кинетическая энерги
Описание слайда:

Экспериментальные закономерности фотоэффекта максимальная кинетическая энергия электронов линейно зависит от частоты излучения

№ слайда 13 Объяснение фотоэффекта А. Эйнштейном Закономерности фотоэффекта объясняются к
Описание слайда:

Объяснение фотоэффекта А. Эйнштейном Закономерности фотоэффекта объясняются квантовой структурой электромагнитного излучения: энергия поглощаемого фотона расходуется на совершение электроном работы выхода из вещества и сообщения ему кинетической энергии Екин =

№ слайда 14   Световое давление 
Описание слайда:

  Световое давление 

№ слайда 15 В 1873 г. Дж. Максвелл, исходя из представлений об электромагнитной магнитной
Описание слайда:

В 1873 г. Дж. Максвелл, исходя из представлений об электромагнитной магнитной природе света, пришел к выводу, что свет должен оказывать давление на препятствие благодаря действию силы Лоренца

№ слайда 16 1619 ГОДУ НЕМЕЦКИЙ УЧЕНЫЙ И. КЕПЛЕР ЗАМЕТИЛ, ЧТО ХВОСТ КОМЕТ ВСЕГДА НАПРАВЛЕ
Описание слайда:

1619 ГОДУ НЕМЕЦКИЙ УЧЕНЫЙ И. КЕПЛЕР ЗАМЕТИЛ, ЧТО ХВОСТ КОМЕТ ВСЕГДА НАПРАВЛЕН ОТ СОЛНЦА. ОН ВЫСКАЗАЛ ГИПОТЕЗУ О МЕХАНИЧЕСКОМ ДАВЛЕНИИ СВЕТА.

№ слайда 17 По мере приближения кометы к Солнцу ядро нагревается, и его вещества начинаю
Описание слайда:

По мере приближения кометы к Солнцу ядро нагревается, и его вещества начинают испаряться. Вокруг ядра образуется газовая оболочка, а затем появляется длинный хвост. Хвост кометы может вытягиваться на миллионы километров! Он всегда направлен в сторону от Солнца и состоит из газов и мелкой пыли. Силы, отталкивающие кометный хвост от Солнца- это световое давление.Когда комета удаляется от Солнца, её хвост и газовая оболочка постепенно исчезают. Со временем под действием солнечного тепла многие кометы полностью разрушаются. Их частички рассеиваются в космическом пространстве.

№ слайда 18 Световое давление играет существенную роль в космических и внутриатомных про
Описание слайда:

Световое давление играет существенную роль в космических и внутриатомных процессах (стабильность звезд). Световое давление используют для удержания с помощью лазеров в воздухе малые частицы вещества.

№ слайда 19 П. Н. Лебедев доказал, что свет оказывает на тела давление П. Н. Лебедев
Описание слайда:

П. Н. Лебедев доказал, что свет оказывает на тела давление П. Н. Лебедев

№ слайда 20 Давление света Основной постулат корпускулярной теории электромагнитного излу
Описание слайда:

Давление света Основной постулат корпускулярной теории электромагнитного излучения, звучит так: электромагнитное излучение (и в частности, свет) – это поток частиц, называемых фотонами. Фотоны распространяются в вакууме со скоростью, равной предельной скорости распространения ЭМ взаимодействия, масса и энергия покоя фотона равны нулю, энергия фотона E связана с частотой электромагнитного излучения ν и длиной волны λ формулой

№ слайда 21 Обратимся теперь к явлению светового давления. Давление света открыто русски
Описание слайда:

Обратимся теперь к явлению светового давления. Давление света открыто русским ученым Лебедевым в 1901 году. В своих опытах он установил, что давление света зависит от интенсивности света и от отражающей способности тела. Каждый поглощенный фотон передаст телу импульс

№ слайда 22 Итак, из корпускулярной теории электромагнитного излучения следует, что свет
Описание слайда:

Итак, из корпускулярной теории электромагнитного излучения следует, что световое излучение оказывает давление на материальные предметы, причем величина давления пропорциональна интенсивности излучения. Эксперименты прекрасно подтверждают этот вывод: Опыт: Весы Крукса (1873)

№ слайда 23   ЭФФЕКТ КОМПТОНА 
Описание слайда:

  ЭФФЕКТ КОМПТОНА 

№ слайда 24 Эффект Комптона При фотоэффекте импульс передается образцу и испущенному из
Описание слайда:

Эффект Комптона При фотоэффекте импульс передается образцу и испущенному из него электрону. Приобретенный образцом импульс слишком мал и не поддается измерению. Но при столкновении фотона со свободным электроном величину передаваемого импульса можно измерить. Рассеяние фотона на свободном электроне называется эффектом Комптона.

№ слайда 25 Изучая рассеяние рентгеновского излучения на парафине, Комптон обнаружил: дл
Описание слайда:

Изучая рассеяние рентгеновского излучения на парафине, Комптон обнаружил: длина волны рассеянного излучениябольше, чем длина волны падающего излучения. Открытие и объяснение этого эффекта квантовой оптики в 1927 г. было удостоено Нобелевской премии по физике.

№ слайда 26 Д.В.Скобельцын возле установки для исследования Комптон-эффекта, 1924
Описание слайда:

Д.В.Скобельцын возле установки для исследования Комптон-эффекта, 1924

№ слайда 27 Схема экспериментальной установки Комптона РТ- рентгеновская трубка. Θ - уго
Описание слайда:

Схема экспериментальной установки Комптона РТ- рентгеновская трубка. Θ - угол рассеяния излучения; М – мишень рассеивателя. Длина волны рассеянного излучения определялась с помощью дифракции его на кристалле.

№ слайда 28
Описание слайда:

№ слайда 29 Объяснение эффекта А. Комптоном Эффект возникает вследствие упругого взаимоде
Описание слайда:

Объяснение эффекта А. Комптоном Эффект возникает вследствие упругого взаимодействия рентгеновского фотона с квазисвободным электроном. Фотон теряет часть своей энергии и импульса, передавая их электрону, и изменяет направление движения. За открытие и теоретическое объяснение эффекта А Комптон удостоен в 1927 г. Нобелевской премии.

№ слайда 30 Объяснение эффекта Комптона основывается на законах сохранения энергии и импу
Описание слайда:

Объяснение эффекта Комптона основывается на законах сохранения энергии и импульса

№ слайда 31   ГИПОТЕЗА ДЕ БРОЙЛЯ о волновых свойствах вещества
Описание слайда:

  ГИПОТЕЗА ДЕ БРОЙЛЯ о волновых свойствах вещества

№ слайда 32 Гипотеза де Бройля Опыты указывали на необходимость пересмотра основ квантово
Описание слайда:

Гипотеза де Бройля Опыты указывали на необходимость пересмотра основ квантовой теории и представлений о природе микрочастиц (электронов, протонов и т.п.). Возник вопрос о том, насколько исчерпывающим является представление электрона в виде малой механической частицы, характеризующейся определенными координатами и определенной скоростью. Наряду с явлениями дифракции, интерференции (волновыми явлениями) наблюдаются и явления, характеризующие корпускулярную природу света (фотоэффект, эффект Комптона).

№ слайда 33 Гипотеза де Бройля о волновых свойствах вещества В 1924 году французский учен
Описание слайда:

Гипотеза де Бройля о волновых свойствах вещества В 1924 году французский ученый Л. де Бройль высказал предположение, что корпускулярно-волновой дуализм является универсальным свойством материи. В соответствии с этим принципом, микрочастицы вещества должны обладать волновыми свойствами (Нобелевская премия, 1929). Л. де Бройль

№ слайда 34 х Луи де Бройль (1892 – 1987), французский физик, удостоенный Нобелевской пре
Описание слайда:

х Луи де Бройль (1892 – 1987), французский физик, удостоенный Нобелевской премии 1929 г. по физике за открытие волновой природы электрона. В 1923, распространив идею А.Эйнштейна о двойственной природе света, предположил, что поток материальных частиц должен обладать и волновыми свойствами, связанными с их массой и энергией (волны де Бройля). Экспериментальное подтверждение этой идеи было получено в 1927 в опытах по дифракции электронов в кристаллах, а позже она получила практическое применение при разработке магнитных линз для электронного микроскопа. Концепцию де Бройля о корпускулярно-волновом дуализме использовал Шредингер при создании квантовой механики.

№ слайда 35 Если фотон обладает энергией E = ħv и импульсом p = h/λ, то и частица (наприм
Описание слайда:

Если фотон обладает энергией E = ħv и импульсом p = h/λ, то и частица (например, электрон), движущаяся с некоторой скоростью, обладает волновыми свойствами, т.е. движение частицы можно рассматривать как движение волны.

№ слайда 36 Согласно квантовой механике, свободное движение частицы с массой m и импульсо
Описание слайда:

Согласно квантовой механике, свободное движение частицы с массой m и импульсом p = mυ (где υ – скорость частицы) можно представить как плоскую монохроматическую волну Ψ0 (волну де Бройля) с длиной волны распространяющуюся в том же направлении (например, в направлении оси х), в котором движется частица. Здесь h — Планка постоянная.

№ слайда 37 Опыты по дифракции частиц и их квантовомеханическая интерпретация. Опыт Дэвис
Описание слайда:

Опыты по дифракции частиц и их квантовомеханическая интерпретация. Опыт Дэвиссона и Джермера Дифракция частиц, рассеяние микрочастиц (электронов, нейтронов, атомов и т.п.) кристаллами или молекулами жидкостей и газов, при котором из начального пучка частиц данного типа возникают пучки этих частиц отклонённые в различных направлениях. Направление и интенсивность таких отклонённых пучков зависят от строения рассеивающего объекта.

№ слайда 38 Экспериментальные подтверждения гипотезы де Бройля Дифракционная картина, пол
Описание слайда:

Экспериментальные подтверждения гипотезы де Бройля Дифракционная картина, полученная Дж. Томсоном методом пропускания электронов сквозь тонкую поликристаллическую фольгу. Первыми экспериментальными подтверждениями этой гипотезы стали опыты по дифракции электронов К.Дэвиссона и Л. Джермера, и независимо от них – Дж.Томсона (Нобелевская премия, 1937).

№ слайда 39 Опыты К. Дэвиссона и Л. Джермера В опытах исследовалось распределение электро
Описание слайда:

Опыты К. Дэвиссона и Л. Джермера В опытах исследовалось распределение электронов при рассеянии на монокристалле никеля. Отчетливо наблюдаемые дифракционные максимумы указывали на волновые свойства электронов.

№ слайда 40 Кристаллы обладают высокой степенью упорядоченности. Атомы в них располагают
Описание слайда:

Кристаллы обладают высокой степенью упорядоченности. Атомы в них располагаются в трёхмерно-периодической кристаллической решётке, т.е. образуют пространственную дифракционную решётку для соответствующих длин волн. Дифракция волн на такой решётке происходит в результате рассеяния на системах параллельных кристаллографических плоскостей, на которых в строгом порядке расположены рассеивающие центры. Условием наблюдения дифракционного максимума при отражении от кристалла является Брэгга-Вульфа условие:

№ слайда 41 х здесь θ – угол, под которым падает пучок электронов на данную кристаллограф
Описание слайда:

х здесь θ – угол, под которым падает пучок электронов на данную кристаллографическую плоскость (угол скольжения), а d — расстояние между соответствующими кристаллографическими плоскостями.

№ слайда 42 В 1927 г. Дж.П. Томпсон и независимо от него П.С. Тартаковский получили дифра
Описание слайда:

В 1927 г. Дж.П. Томпсон и независимо от него П.С. Тартаковский получили дифракционную картину при прохождении электронного пучка через металлическую фольгу. В 1949 г. советские ученые Л.М. Биберман, Н.Г. Сушкин, В.А. Фабрикант поставили такой же опыт, но интенсивность электронного пучка была настолько слабой, что электроны проходили через прибор практически поодиночке. Однако картина после длительной экспозиции была точно такой же. х

№ слайда 43  Дифракция быстрых электронов на прохождение на плёнках алюминия
Описание слайда:

Дифракция быстрых электронов на прохождение на плёнках алюминия

№ слайда 44 Интерференция электронов а б Интерференционные картины от двух щелей, получен
Описание слайда:

Интерференция электронов а б Интерференционные картины от двух щелей, полученные в случае света (а) и электронов (б)

№ слайда 45 В природе не наблюдалось половины или части электрона, электрон всегда обнар
Описание слайда:

В природе не наблюдалось половины или части электрона, электрон всегда обнаруживается целиком. В этом сущность атомизма. С точки зренияатомизмаотдельный электрон может пройти лишь через одну из двух щелей в экране. Распределение электронов на экране должно быть суммой распределений для каждой из щелей. Однако, вместо этого мы видим стандартную интерференционную картину для двух щелей, изображенную на рис.

№ слайда 46 Распределение интенсивности электронов согласно классической физике
Описание слайда:

Распределение интенсивности электронов согласно классической физике

№ слайда 47 Распределение интенсивности электронов согласно квантовой теории
Описание слайда:

Распределение интенсивности электронов согласно квантовой теории

№ слайда 48 Когда открыты обе щели одновременно, счетчик перестает регистрировать электро
Описание слайда:

Когда открыты обе щели одновременно, счетчик перестает регистрировать электроны. Пусть в точкеР1на рисунке находится счетчик Гейгера, регистрирующий ежесекундно 100электронов, когда открыта любая из щелейАилиВ. Это значит, что точкаР1попадает в интерференционный минимум (r2–r1=/2).

№ слайда 49 Принцип корпускулярно-волнового дуализма Из теоретических и экспериментальных
Описание слайда:

Принцип корпускулярно-волнового дуализма Из теоретических и экспериментальных фактов следует: микрообъекты в зависимости от условий эксперимента проявляют либо корпускулярные, либо волновые свойства Это положение о корпускулярно-волновом дуализме свойств микрообъектов является основополагающим принципом квантовой физики.

№ слайда 50
Описание слайда:

Выберите курс повышения квалификации со скидкой 50%:

Краткое описание документа:

Историческое начало квантовой физики положила идея Макса Планка,высказанная им на рубеже XIX и ХХ веков в решении проблемы теплового излучения тел.Огромной заслугой М. Планка стало то, что он сумел дать правильную теоретическую интерпрета-
цию имеющемуся экспериментальному результату. В результате проведенного теоретического анализа, опирающегося на общие принципы термодинамики и статистической физики, Планк фактически был вынужден выдвинуть гипотезу о том, что обмен энергией между телом и полем электромагнитного излучения должен происходить
не непрерывным потоком, а путем излучения и поглощения электромагнитной энергии отдельными дискретными порциями – квантами, причем случайным, статистическим образом.

Автор
Дата добавления 08.05.2015
Раздел Физика
Подраздел Презентации
Просмотров271
Номер материала 518508
Получить свидетельство о публикации
Похожие материалы

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх