为什么半导体中电子运动不能用经典力学去解释 电子的动能和能量与经典力学的区别在哪

发布时间: 2021-12-28 01:00:10 来源: 励志妙语 栏目: 经典文章 点击: 86

光电效应哪些现象是经典力学不能解释的?光电效应是这样一种现象,就是光能把电子从金属中打出来,而且打出的数量与光的强度无关,只与光...

为什么半导体中电子运动不能用经典力学去解释 电子的动能和能量与经典力学的区别在哪

光电效应哪些现象是经典力学不能解释的?

光电效应是这样一种现象,就是光能把电子从金属中打出来,而且打出的数量与光的强度无关,只与光的频率有关,而这是用光的波动说无法解释的。

波的能量是可以连续增加,即光强的增加,但并不意味着单个电子在瞬时接受的能量是连续增加的,假设光是没有粒子性的,但每一个电子所受的能量跟入射光波的波长和频率有关系,频率高的,单位时间内电子接受的能量大,有电子被打出。

扩展资料:

注意事项:

早期人们利用光电效应制成光电管,是一个抽成真空的玻璃泡,在泡的内壁上有一部分涂有金属或金属氧化物,作为光电管的阴极。而光电管的阳极是一根环状的细金属丝或半圆的金属球。

在光线作用下,物体内的电子逸出物体表面,向外发射的现象为外光电效应。基于外光电效应的光电器件有光电管、光电倍增管等。

在光线作用下,电子吸收光子能量从键合状态过渡到自由状态,而引起材料电阻率的变化,这种现象称为光电导效应。绝大多数的高电阻率半导体都具有光电导效应。基于这种效应的光电器件有光敏电阻(也称光电导管),其常用的材料有硫化镉(CdS)、硫化铅(PbS)、锑化铟(InSb)、非晶硅(a-Si:H)等。

参考资料来源:百度百科-光电效应

其实,光电效应的理论是突破了经典力学的,你之所以不理解,是因为你还是在试图用经典力学的理论去理解光电效应。比如,你所谓的顺便在吸收积分光子的能量,等,这些是经典力学力的理解。经典力学在我们脑中根深蒂固,所以遇到和经典力学相违背的理论,我们就可能陷入迷茫。其实这个时候你要做的就是“大度”,也就是大度的去接受这个理论,并且大胆的去使用这个理论。理论是什么,理论的出现最初是为了解释某些现象,如果这个理论正确,就可以解释更多现象,或者正确预言更多现象。经典力学的理论和光电效应理论,包括相对论的理论都是这样来的。光电效应理论就是能完美的解释光电效应的现象,并且正确预言一些其他有光点效应的现象。这个理论中确实有和经典力学相悖的地方(包括你不理解的这一点),但有什么办法,人家就是正确。只能这么理解,经典力学的理论不适用于量子力学。不能用经典力学的东西去想量子力学。只要理论正确,我们现阶段就去接受。也许随着科学的发展,我们会发现原来的理论存在问题,但并不是那个理论不正确,而是存在适用范围而已。呵呵,说多了,见谅。 ————————————我是分割线—————————————答补充:还是那句话,你放不开经典力学的东西。你说电子为什么非要遵循“一夫一妻制”,这是用经典力学的思想在思考。经典力学里,如果一个物体有能力吸收更多的能量,那么他就会吸收更多的能量,而光电效应里确不是。至于为什么不是,没有为什么,自然规律。自然过规律就决定了,微观和宏观规律不一样,高速和低速规律不一样。如果要问为什么,需要问为什么的地方有很多。比如,牛顿第二定律是为什么呢,为什么f=ma。你也许会说,没有为什么,自然规律,实验所得。是的,光电效应这个规律也是实验所的,同样也是自然规律。学习量子力学和相对论等与经典力学相违背的东西,一定不要用经典力学的理论去质疑、去刨根问底,这样是没有任何意义的。物理课本里,有一段关于光的波粒二象形的解释,就是说的我们如何去理解和接受这种与经典力学相悖的理论的(经典力学里,波就是波,粒就是粒子,不可能存在一种物质同时具有波和粒子的性质,而光这种东西却颠覆了这个经典理论),你可以去看一下。总之,对于于经典力学相悖的真理,应该大度的接受,而不是质疑,要克服这种强迫症。
你说的很有道理,自然规律就是如此,我们没有必要怀疑,开始学习时只要接受就好
1.经典力学认为,光的强度越强,越容易激发出电子,但是实验发现,如果光的频率低于某一临界频率,即使再强的光也无法激发出电子;2.经典力学认为,强度较低的光照射到金属上后,需要一段时间,才可以让电子积累足够的能量,从原子核的束缚中激发出来,但实验发现,只要光的频率高于某一临界频率,不管光强多微弱,只要光一照上,几乎立刻就能观察到光电子;3.经典力学认为,激发出的光电子的能量与光的强度正相关,即光强越强,激发出的光电子的能量也越大,但实验发现,每个光电子的能量只与光的频率有关,而与光照强度无关,光强只影响到光电流的强度,即单位时间激发出的电子数目。

量子力学和经典力学的区别与联系

你好,【量子力学】是反映微观粒子结构及其运动规律的科学。它的出现,使物理学发生了巨大变革,一方面使人们对物质的运动有了进一步的认识,另一方面使人们认识到物理理论不是绝对的,而是相对的,有一定的局限性。经典力学描述宏观物质形态的运动规律,而量子力学则描述微观物质形态的运动规律,它们之间有密切联系,又有质的区别。量子力学与经典力学在概念和原理上都存在着许多不同之点,本文试图通过比较、对照,找出它们之间的差异,进一步深人了解量子力学的特殊规律,更好地理解和掌握量子力学的概念和原理。 (一)量子力学研究的对象是微观粒子,
【经典力学】研究的对象是宏观粒子。 经典力学把自然界中的宏观物体作为自己的研究对象,即使是为处理问题的方便而把一些物体看作一个质点,仍然县有大小、质量,描述它的运动状态的参量是坐标、速度、质量和能量等等。量子力学研究的对象是微观粒子(分子、原子、原子核和其它基本粒子)。它的主要任务是研究微观粒子的运动规律。但是,不能误认为量子力学与宏观世界毫无关系。事实上,量子力学的规律不仅支配着微观世界,也支配着宏观世界,在这种意义上,所有的物理学都是量子物理学,经典理沦乃是它的一种近似。

用经典力学解释电子围绕原子运动辐射能量撞到原子核上吗?

指出电子的行为与经典理论描述不同——定态假设指出:原子系统中存在具有确定能量的定态,原子处于定态时,电子绕核运动不辐射也不吸收能量。至于微观粒子行为
按照经典力学,带电体只要具有加速度就会向外辐射电磁波,也即是向外辐射能量,自身能量减小,用经典的圆周运动轨道理论可以得出圆周运动的半径会减小,即电子在一定时间后会塌缩到原子核上.
原子的核外电子按不同半径轨道绕原子核运动(有动能),原子核与核外电子之间同时存在物质引力和静电引力(以静电力为主)。系统平衡时,如同地球与月球的平衡一样。
原子的最外层电子(比如价电子),当接收到外界能量时,可以脱离原子核的引力而离开。其余电子则永远保持既有的运动状态和平衡。
即使到了绝对零度,核外电子的动能也会存在。所以,无论如何,原子的核外电子(如价电子),可以离开原子核的束缚。但不会有原子的核外电子撞到原子核上。
你好~电子围绕原子核不做圆周运动~~不属于牛顿力学范围~归电磁学~~电子的运动具有波粒二象性~~

为什么原子核周围的电子是圆周运动,但不可以用牛顿的经典力学公式算出来?

以为电子的运动速度很高,接近光速,经典力学已经不适用了。
得用相对论和量子力学。
原子核周围的电子是圆周运动,但是运动的速率接近真空中的光速的,需要运用到量子力学。
经典力学的应用受到物体运动速率的限制,当物体运动的速率接近真空中的光速时,经典力学的许多观念将发生重大变化。如经典力学中认为物体的质量不仅不变,并且与物体的速度或能量无关,但相对论研究则表明,物体的质量将随着运动速率的增加而增大,物体的质量和能量之间存在着密切的联系。但当物体运动的速度远小于真空中的光速时,经典力学仍然适用。   牛顿运动定律不适用于微观领域中物质结构和能量不连续现象。19世纪和20世纪之交,物理学的三大发现,即X射线的发现、电子的发现和放射性的发现,使物理学的研究由宏观领域进入微观领域,特别是20世纪初量子力学的建立,出现了与经典观念不同的新观念。例如:量子力学的研究表明,微观粒子既表现为粒子性又表现为波动性,粒子的能量等物理量只能取分立的数值,粒子的速度和位置具有不确定性,粒子的状态只能用粒子在空间出现的概率来描述等。但量子力学的建立并不是对经典力学的否定,对于宏观物体的运动,量子现象并不显著,经典力学依然适用。
微观的、高速的牛二就不成立了!

经典力学与量子力学的区别

1、研究不同:

经典力学是研究宏观物体做低速机械运动的现象和规律的学科。宏观是相对于原子等微观粒子而言的;低速是相对于光速而言的。物体的空间位置随时间变化称为机械运动。人们日常生活直接接触到的并首先加以研究的都是宏观低速的机械运动。

量子力学(Quantum Mechanics)是研究物质世界微观粒子运动规律的物理学分支,主要研究原子、分子、凝聚态物质,以及原子核和基本粒子的结构、性质的基础理论它与相对论一起构成现代物理学的理论基础。

2、创立时间不同:

19世纪末,人们发现旧有的经典理论无法解释微观系统,于是经由物理学家的努力,在20世纪初创立量子力学,解释了这些现象。

而早在19世纪,经典力学就已经成为物理学中十分成熟的分支学科,它包含了丰富的内容。例如:质点力学、刚体力学、分析力学、弹性力学、塑性力学、流体力学等。

3、应用范围不同:

经典力学:在许多场合非常准确。经典力学可用于描述人体尺寸物体的运动(如陀螺和棒球),许多天体(如行星和星系)的运动,以及一些微尺度物体(如有机分子)。

在低速运动的物体中,经典力学非常实用,虽然爱因斯坦提出了相对论,但是在生活中,我们几乎不会遇见高速运动(光速级别),因此,我们还是会以经典力学解释各种现象。但是在高速运动或极大质量物体之间,经典力学就 “ 心有余而力不足”了。这也正是现代物理学的范畴。

量子力学:在许多现代技术装备中,量子物理学的效应起了重要的作用。从激光、电子显微镜、原子钟到核磁共振的医学图像显示装置,都关键地依靠了量子力学的原理和效应。

对半导体的研究导致了二极管和三极管的发明,最后为现代的电子工业铺平了道路。在核武器的发明过程中,量子力学的概念也起了一个关键的作用。

经典力学的基本定律是牛顿运动定律或与牛顿定律有关且等价的其他力学原理,它是20世纪以前的力学,有两个基本假定:其一是假定时间和空间是绝对的,长度和时间间隔的测量与观测者的运动无关,物质间相互作用的传递是瞬时到达的;其二是一切可观测的物理量在原则上可以无限精确地加以测定。20世纪以来,由于物理学的发展,经典力学的局限性暴露出来。如第一个假定,实际上只适用于与光速相比低速运动的情况。在高速运动情况下,时间和长度不能再认为与观测者的运动无关。第二个假定只适用于宏观物体。在微观系统中,所有物理量在原则上不可能同时被精确测定。因此经典力学的定律一般只是宏观物体低速运动时的近似定律。
  力学是物理学中发展较早的一个分支。古希腊著名的哲学家亚里士多德曾对“力和运动”提出过许多观点,他的著作一度被当作古代世界学术的百科全书,在西方有着极大的影响,以致他的很多错误观点在长达2000年的岁月中被大多数人所接受。
  16世纪以后,人们开始通过科学实验,对力学现象进行准确的研究。许多物理学家、天文学家如哥白尼、布鲁诺、伽利略、开普勒等,做了很多艰巨的工作,力学逐渐摆脱传统观念的束缚,有了很大的进展。
  英国科学家牛顿在前人研究和实践的基础上,经过长期的实验观测、数学计算和深入思考,提出了力学三大定律和万有引力定律,把天体力学和地球上物体的力学统一起来,建立了系统的经典力学理论。其主要内容是:
  牛顿第一定律:一切物体没有受外力作用时,总保持匀速直线状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。
  牛顿第二定律:物体的加速度与所受外力成正比,与物体的质量成反比,加速度的方向与合外力的方向相同。公式:F(合)=kma
  牛顿第三定律:两个物体之间的作用力与反作用力大小相等,方向相反,并且在同一条直线上。
  万有引力定律:自然界中任何两个物体都相互吸引,引力的大小与物体(质点)的质量乘积成正比,与它们之间距离的平方成反比。
量子力学(Quantum Mechanics)是研究微观粒子的运动规律的物理学分支学科,它主要研究原子、分子、凝聚态物质,以及原子核和基本粒子的结构、性质的基础理论,它与相对论一起构成了现代物理学的理论基础。量子力学不仅是近代物理学的基础理论之一,而且在化学等有关学科和许多近代技术中也得到了广泛的应用。量子力学的基本原理包括量子态的概念,运动方程、理论概念和观测物理量之间的对应规则和物理原理。
  在量子力学中,一个物理体系的状态由态函数表示,态函数的任意线性叠加仍然代表体系的一种可能状态。状态随时间的变化遵循一个线性微分方程,该方程预言体系的行为,物理量由满足一定条件的、代表某种运算的算符表示;测量处于某一状态的物理体系的某一物理量的操作,对应于代表该量的算符对其态函数的作用;测量的可能取值由该算符的本征方程决定,测量的期待值由一个包含该算符的积分方程计算。
解答:
【量子力学】是反映微观粒子结构及其运动规律的科学。它的出现,使物理学发生了巨大变革,一方面使人们对物质的运动有了进一步的认识,另一方面使人们认识到物理理论不是绝对的,而是相对的,有一定的局限性。经典力学描述宏观物质形态的运动规律,而量子力学则描述微观物质形态的运动规律,它们之间有密切联系,又有质的区别。量子力学与经典力学在概念和原理上都存在着许多不同之点,本文试图通过比较、对照,找出它们之间的差异,进一步深人了解量子力学的特殊规律,更好地理解和掌握量子力学的概念和原理。 (一)量子力学研究的对象是微观粒子,
【经典力学】研究的对象是宏观粒子。 经典力学把自然界中的宏观物体作为自己的研究对象,即使是为处理问题的方便而把一些物体看作一个质点,仍然县有大小、质量,描述它的运动状态的参量是坐标、速度、质量和能量等等。量子力学研究的对象是微观粒子(分子、原子、原子核和其它基本粒子)。它的主要任务是研究微观粒子的运动规律。但是,不能误认为量子力学与宏观世界毫无关系。事实上,量子力学的规律不仅支配着微观世界,也支配着宏观世界,在这种意义上,所有的物理学都是量子物理学,经典理沦乃是它的一种近似。
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