2019_2020学年高中物理第十七章波粒二象性2光的粒子性课件新人教版选修3_5.pptx

2　光的粒子性;一、光电效应的实验规律 1.光电效应:照射到金属表面的光,能使金属中的电子从表面逸出的现象。 2.光电子:光电效应中发射出来的电子。 3.光电效应的实验规律: (1)存在着饱和光电流:在光的颜色不变的情况下,入射光越强,饱和电流就越大。这表明对于一定颜色的光,入射光越强,单位时间内发射的光电子数越多。 (2)存在着遏止电压和截止频率:光电子的最大初动能与入射光的频率有关,而与入射光的强弱无关。当入射光的频率低于截止频率时不能发生光电效应。 (3)光电效应具有瞬时性:光电效应几乎是瞬间发生的,从光照射到产生光电流的时间不超过10-9 s。 4.逸出功:使电子脱离某种金属所做功的最小值。不同金属的逸出功不同。;二、爱因斯坦的光子说与光电效应方程 1.光子说:光不仅在发射和吸收时能量是一份一份的,而且光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的,频率为ν的光的能量子为hν,这些能量子被称为光子。 2.爱因斯坦的光电效应方程: (1)表达式:hν=Ek+W0或Ek=hν-W0。 (2)物理意义:金属中电子吸收一个光子获得的能量是hν,这些能量一部分用于克服金属的逸出功W0,剩下的表现为逸出后电子的初动能Ek。;三、康普顿效应和光子的动量 1.光的散射:光在介质中与物质微粒相互作用,因而传播方向发生改变,这种现象叫做光的散射。 2.康普顿效应:美国物理学家康普顿在研究石墨对X射线的散射时,发现在散射的X射线中,除了与入射波长λ0相同的成分外,还有波长大于λ0的成分,这个现象称为康普顿效应。 3.康普顿效应的意义:康普顿效应表明光子除了具有能量之外,还具有动量,深入揭示了光的粒子性的一面。 4.光子的动量:;自我检测 1.思考辨析。 (1)同一频率的光照射不同金属,如果都能产生光电效应,则逸出功越大的金属产生的光电子的最大初动能也越大。 (　　) 解析:同一频率的光照射到不同金属上时,因各种金属的逸出功不相同,产生的光电子的最大初动能也不相同,逸出功越小,电子摆脱金属的束缚也越容易,电子脱离金属表面时的初动能越大。 答案:×;(3)经典物理学理论不能合理解释康普顿效应。(　　) 答案:√ (4)不同频率的光照射到同一金属表面发生光???效应时,光电子的最大初动能相同。 (　　) 解析:由于同一金属的逸出功相同,而不同频率的光的光子能量不同,由光电效应方程可知,发生光电效应时,逸出的光电子的最大初动能是不同的。 答案:× (5)发生光电效应时,电路中饱和电流的大小取决于入射光的强度。 (　　) 答案:√;2.探究讨论。 (1)怎样从能量守恒角度理解爱因斯坦光电效应方程? 答案:爱因斯坦光电效应方程中的hν是入射光子的能量,逸出功W0是光子飞出金属表面消耗的能量,Ek是光子的最大初动能,因此爱因斯坦光电效应方程符合能量的转化与守恒定律。 (2)太阳光从小孔射入室内时,我们从侧面可以看到这束光;白天的天空各处都是亮的;宇航员在太空中会发现尽管太阳光耀眼刺目,其他方向的天空却是黑的,为什么? 答案:在地球上存在着大气,太阳光经微粒散射后传向各个方向,而在太空中的真空环境下光不再散射只向前传播。;探究一;探究一;探究一;探究一;探究一;探究一;探究一;探究一;探究一;探究一;探究一;探究一;探究一;探究一;探究一;探究一;探究一;探究一;探究一;探究一;探究一;探究一;探究一;探究一;探究一;探究一;1;1;1;1;1