近代物理學的簡介 Introductory Modern Physics

達維生-革末實驗(Davisson–Germer Experiment)

達維生-革末實驗(Davisson–Germer Experiment)
國立臺中女子高級中學物理科陳正昇老師/國立彰化師範大學物理學系吳仲卿教授責任編輯

1927 年達維生(Clinton Davisson)與革末(Lester Germer)在美國貝爾實驗室合作完成了這個支持德布羅意物質波理論的實驗。從歷史上來看,這個實驗所展現的波粒二象性對於建立量子力學以及薛丁格方程式具有無比重要的地位。因為這項重大的貢獻,戴維森和喬治-湯姆森一起榮獲 1937 年的諾貝爾物理學獎。

法蘭克(James Franck)-赫茲(Gustav Ludwig Hertz)實驗

法蘭克(James Franck)-赫茲(Gustav Ludwig Hertz)實驗
國立臺中女子高級中學物理科陳正昇老師/國立彰化師範大學物理學系吳仲卿教授責任編輯

赫茲實驗在近代物理的發展進程中是支持波耳氫原子模型的一個強而有力的實驗年德國的物理學家法蘭克(James Franck)和赫茲(Gustav Ludwig Hertz)想要利用實驗的方法找到原子能階的證據,經過一番努力,他們發表了現在名為「法蘭克赫茲實驗」的實驗成果,這個結果非常明確簡潔地說明了原子內部的確存在著某些特定的不連續的能階。法蘭克赫茲實驗證實了波耳量子化的原子模型,對於後來量子物理的發展,具有很大的貢獻。因為這項工作,法蘭克和赫茲兩人共同分享了1925年的物理諾貝爾獎

這個經典實驗的主要實驗儀器是一個類似真空管的管狀容器,內部充以低壓的水銀蒸氣。這個管狀容器內還安裝了三個電極:發射電子的陰極,網狀用以加速電子的柵極,以及收集電子的陽極。陰極的電位低於柵極跟陽極的電位,而陽極的電位又稍微低於柵極的電位。陰極與柵極之間的加速電壓是可以調整的。從陰極發射出來的電子,由於加速電壓作用,往柵極移動的速度和動能會增加。到了柵極,有些電子會被吸收;有些則會繼續往陽極移動。通過柵極的電子,必須具有足夠的動能,才能夠抵達陽極;否則,會被柵極吸收回去。與陽極線路串聯的安培計可以測量抵達陽極的電流。

狹義相對論簡介(Special Relativity)

狹義相對論簡介(Special Relativity)
國立臺中女子高級中學物理科陳正昇老師/國立彰化師範大學物理學系吳仲卿教授責任編輯

狹義相對論是1905年愛因斯坦在一篇名為「論運動體的電動力學」的論文中所提出的物理理論。在這一篇論文中愛因斯坦重新思考了在物理學中關於空間與時間的概念以及這兩者之間的關係,並將本來僅適用於牛頓力學中的伽利略相對性原理擴充到電磁學的領域,也就是讓馬克士威的電磁方程式對不同的慣性座標系具有相同的形式。

光電效應

光電效應 (Photo-electric Effect)
高雄市立高雄女子高級中學物理科蔡宗賢教師

物質吸收電磁輻射(例如X光或可見光)後,放射電子的現象,稱為光電效應。我們稱放射的電子為光電子。

光電效應使我們進一步了解光與電子的量子特性,更加深我們對於波與粒子二象性的觀念,這也關係到所謂光電導效應、光電壓(光伏)效應、甚至光電化學效應。

Pages