微通道板及其应用(Ⅰ)

一、微通道板的工作原理和发展历史 微通道板是从光电借增管、通道电子倍增器发展而来的.什么是光电倍增管(Photomul-tiplier简称为 PM)、通道电子倍增器(channeldectron multiplier 简称为 CEM) 和微通道板(microchannel　plate简称为MCP) 的工作原理呢?这必须从1905年爱因斯坦[1]提出的光电效应讲起,著名的爱因斯坦光电方程是:式中hv是光子能量,P是电子的逸出功, 是电子离开金属表面后所具有的能量.也就是说,入射光子的能量大于电子逸出功时,就有一个具有能量为的1/2mv2光电子从金属表面跑出来.爱因斯坦的光电效应理论曾被著名的物理…     

光电效应和康普顿效应──光子碰撞的两种不同结果

频率为v的电磁波与物质的作用,可以看成是能量为hv的光子与原子碰撞的过程.光子碰撞时,有些引起光电效应,光子的能量hv被原子吸收,转移给某个电子,该电子便脱离原子,形成一个自由电子和一个正离子,而有些则发生康普顿效应,光子被原子内较松散的外层电子所散射,它的飞行方向偏转.为什么同是光子碰撞过程,却会引起截然不同的两种效应呢? 实际上,光子碰撞引起的效应,并不限于这两种.除了光电效应和康普顿散射外,还可能会发生其他一些更复杂的现象.例如,光子可能被原子核散射(核致康普顿效应);它可能被原子核吸收,使核分裂(核的光电效应);光子可…     

康普顿散射理论计算中的困惑

康普顿根据狭义相对论的质量与能量相关的能量与动量守恒条件 hv+m_0c~2=hv′+mc~2 (1) P=P′+mv (2) 求出康普顿散射波长移动公式 Δλ=h/mc(1-cosθ)=0.0485262sin~2(θ/2(?)) (3) 或写成能量损失公式 ΔE=E/(1+mc~2/E(1-cosθ)) (4) 由动量守恒条件(2)和公式(4),还求出电子反冲角Φ的余切公式 ctgΦ=(1+E/mc~2)tg(θ/2) (5) 近年来已发现康普顿理论与实验结果有一定的误差。而这种误差对于不同的散射材料有不同的数值,因而估计到这可能是来自于分子或原于中的电子本身的动量的影响,导致发现了康普顿散射缺陷。从而提出了修正的新理论,一种新的波长移动公式为 式中P_z为结晶学矢量。 对于康普顿缺陷,R.J.Weiss和M.J.Cooper作了深刻的研究,对于使用能量较低的X射线源(一般是Mo_(K_α)和Mo_(K_β)射线)测量到的康普顿缺陷值约10eV左右,但对于使用能量较高的γ射线,康普顿散     

勒纳和光电效应

我们知道,爱因斯坦(A. Einstein)获得1921年诺贝尔物理学奖的原因是“因为对理论物理学所作的贡献,特别是因发现了光电效应定律”.诺贝尔奖金评选委员会的这一决定,使德国另一位著名的物理学家勒纳(P. Lenard,1862—1947)大为恼火,因为正是他对光电效应作了系统而有成就的研究.他不仅和汤姆孙(J.J.Thomson)同时证明光电效应是由下述事实造成,即从金属表面发射了带负电的微粒(即电子),而且他还在一篇较长的论文中,报道了他在光电效应研究中得出的两个重要发现。劳厄(M.von Laue)曾称这两个重要发现为“两个惊人的规律”.勒纳一直坚持认为…     

问题解答

问:如何理解光的二象性及如何看待s=hv?答:人们对光的本性的认识来源于大量的科学实验.事实说明,光不仅有波动的性质(已被光的干涉、衍射等事实所肯定),而且还有粒子的性质(已被光电效应、康普顿散射等事实所肯定).这就叫光的二象性.从经典的观点看来,这两种性质是完全对立的.其实这只是物     

光电效应过程中光电子运动轨迹的模拟

光电效应实验是大学物理非常重要的经典实验之一。然而，由于实验条件和技术水平的限制，无法将实验现象可视化。基于Comsol软件的粒子追踪模块对光电效应过程进行了模拟仿真研究。该模拟仿真可以实现如下功能：1)可通过调节入射波长(频率)、阳极电压、阴极功函数、极板间距和阴极发射电流等参数展开研究；2)可模拟、展现电子在不同电压下的运动轨迹；3)可通过阳极光电流与阳极电压和阴极发射电流的关系曲线，获得遏止电压，验证光电效应的基本规律。通过该模拟仿真实验，使学生对光电效应的过程和规律有了更深刻的理解和认识。     

用非相对论求自旋-轨道耦合能

氢原子或类氢离子中电子的自旋-轨道耦合能在CGS制中可以表示成式中m为电子的质量,c是光的速度,r是电子的径向距离;l、s分别是电子的轨道角动量和自旋角动量,而V表示电子在原子核静电场中的势能.由于V= Ze2(1)式也可以改写成(1)式也可以改写成 (1)式或(2)式的正确推导可以有两个途径. (a)认为电子的自旋是来自相对论原因,因此,(1)式可以通过描写电子运动的狄拉克(Dirac)相对论理论得到[1] (b)如果电子的自旋(或更精确地说电子的内禀磁矩u3作为实验事实被接受[2],则电子的自旋-轨道耦合能基本上可以看作是出于非相对论原因,因此,(1)式也可…     

光电效应和康普顿效应的矛盾辨析

高中物理(人教版)教材第三册先后出现了光电效应和康普顿效应这两个内容,作为光具有粒子性的重要证据来学习.为了解释光电效应中的极限频率和瞬时性问题,爱因斯坦假设了这样一个情景:一个电子只能吸收一个光子的能量,而且必须是整份吸收,即是说,     

Nb2Sin-(n=1-6) 团簇的几何构型、电子性质和磁性的理论研究

运用密度泛函方法在(U)B3LYP/LanL2DZ水平上研究了 (n=1～6)团簇的几何结构和电子性质．结果发现 (n=1～6)团簇只是在相应的Nb2Sin团簇的结构基础上发生了微小畸变．其中 团簇结构变化较为严重．对平均束缚能和分裂能的研究发现, 团簇的平均束缚能和分裂能均明显高于相应的Nb2Sin团簇,表明增加一个电子可以提高Nb2Sin(n=1～6)团簇的稳定性．通过对最低能构型的分裂能的研究发现, 团簇和Nb2Si3团簇分别是 和Nb2Sin(n=1～6)团簇中所有最低能构型中最稳定的．对电荷自然布局的研究发现,在 团簇中出现了电子反转．而对于Nb2Sin(n=1～6)团簇,当n=4～6时出现电子反转现象, n=1～2时电子转移符合常规． 对HOMO-LUMO能隙的研究结果表明,除了n=1,6外,其余 (n=2～5)团簇最低能结构的HOMO-LUMO 能隙均小于相应的Nb2Sin团簇,说明在这些团簇中增加一个电子增强了团簇的化学活性,但是当n=1、6时增加一个电子,该团簇的化学活性反而降低了．对于 (n=1～6)团簇来讲, 和 团簇分别成为 (n=1～6)团簇中化学稳定性最强和化学活性最强的．且 (n=1~6)团簇呈现半导体属性．对磁矩的研究结果表明, (n=1～6) 团簇的最低能结构的总磁矩均为1.00μB,两个Nb原子的局域磁矩方向,除了 团簇有一个铌原子与总磁矩相反外,其余均与总磁矩方向相同．说明各团簇中两个铌原子和硅原子对磁矩的贡献不同,方向也不完全相同．     

光电效应和康普顿效应中光子和电子之作用

 我们知道,当波长较短的光与物质相互作用时,则表现为粒子性.光电效应和康普顿效应(亦称康普顿散射)是光的粒子性的最好证明.在这两种效应中都包含了光子和电子的作用,那么在这两种效应中,光子和电子作用有什么不同?在什么情况下,产生光电效应?在什么情况下,产生康普顿效应?这些问题常使学生感到困惑.为回答上述问题,本文试对这两种效应中光子与电子作用的异同之处作一定性讨论.