17.2光的粒子性ppt课件

1、117.2 光的粒子性第十七章第十七章 波粒二象性波粒二象性2教材教材30页页3一、光的波动性一、光的波动性 光是电磁波光是电磁波理论证明：麦克斯韦的经典理论证明：麦克斯韦的经典电磁场理论电磁场理论实验验证：赫兹的电实验验证：赫兹的电火花实验，发现电磁火花实验，发现电磁波的速度和光速相同。波的速度和光速相同。4光的波动性的其它实验证据：光的波动性的其它实验证据：1、光的干涉：托马斯、光的干涉：托马斯杨杨 2、光的衍射：菲涅尔、光的衍射：菲涅尔3、光的偏振：马吕斯、光的偏振：马吕斯5光的干涉：两列或几列光的干涉：两列或几列光波光波在空间相遇时相互叠加，在某些区域始终加强，在空间相遇时相互叠加，在

2、某些区域始终加强，在另一些区域则始终削弱，形成稳定的强弱分布的现象。在另一些区域则始终削弱，形成稳定的强弱分布的现象。干涉现象表明：光具干涉现象表明：光具有波动性有波动性6光的衍射：光在传播过程中，遇到障碍物或小孔时，光将偏离直线传播的光的衍射：光在传播过程中，遇到障碍物或小孔时，光将偏离直线传播的途径而绕到障碍物后面传播的现象，叫光的衍射途径而绕到障碍物后面传播的现象，叫光的衍射7偏振光：自然光通过偏振光：自然光通过偏振片偏振片（起偏器起偏器）之后，只有振动方向跟偏振片的透振）之后，只有振动方向跟偏振片的透振方向一致的光波才能通过。也就是说，通过偏振片的光波，在垂直于传播方方向一致的光波才能

3、通过。也就是说，通过偏振片的光波，在垂直于传播方向的平面上，只沿一个特定的方向振动，这种光叫做偏振光向的平面上，只沿一个特定的方向振动，这种光叫做偏振光8教材教材31页页什么是光电效应什么是光电效应9二、光电效应现象二、光电效应现象 用弧光灯照射擦得很亮的锌板，用导线与不带电的验电器相连，使验电器张用弧光灯照射擦得很亮的锌板，用导线与不带电的验电器相连，使验电器张角增大到约为角增大到约为30度。度。 再用与丝绸磨擦过的玻璃棒去靠近锌板，则验电器的指针张角会变大。再用与丝绸磨擦过的玻璃棒去靠近锌板，则验电器的指针张角会变大。结论：锌板在射线照射下失去电子而带正电。结论：锌板在射线照射下失去电子而

4、带正电。弧光灯是一种电弧光灯是一种电灯，当电流在两灯，当电流在两根白炽碳精棒或根白炽碳精棒或金属电极之间通金属电极之间通过时引起电弧，过时引起电弧，从而发光从而发光10三、实验研究光电效应的规律三、实验研究光电效应的规律1、存在饱和电流、存在饱和电流当当A接正极，接正极，K接负极时，控制入接负极时，控制入射光的强度一定，使射光的强度一定，使UAK从从0开始开始增大，观察到电流表的示数一开增大，观察到电流表的示数一开始增大，到某一数值后就不再增大。始增大，到某一数值后就不再增大。这个最大电流就叫做饱和电流。这个最大电流就叫做饱和电流。VAAK + - 思考思考1：如果：如果AK之间不加电压，电流

5、是否为之间不加电压，电流是否为0？思考思考2：如何才能使电流为：如何才能使电流为0？这说明，在一定的光照条件下，单位时间内阴极这说明，在一定的光照条件下，单位时间内阴极K发射的光电子的数目是一定的，电压增大到一定值发射的光电子的数目是一定的，电压增大到一定值时，所有光电子都被阳极时，所有光电子都被阳极A吸收，这时即使再增大吸收，这时即使再增大电压，电流也不会增大。电压，电流也不会增大。112、存在遏止电压、存在遏止电压Uc （反向截止电压）（反向截止电压）当当A接负极，接负极，K接正极时，控制入射光接正极时，控制入射光的强度一定，使的强度一定，使UKA从从0开始增大，开始增大，观察到电流表的示

6、数逐渐减小到观察到电流表的示数逐渐减小到0。电流刚减小到电流刚减小到0时对应的时对应的UKA叫做叫做遏止电压遏止电压Uc。VAAK + c221eUvmce12IUc2OU黄光（黄光（ 强）强）黄光（黄光（ 弱）弱）实验测得的光电效应曲线实验测得的光电效应曲线蓝光蓝光Uc1遏遏止止电电压压饱和电流饱和电流Is实验表明，在光的颜色不变的情况下，实验表明，在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大。这表明入射光越强，饱和电流越大。这表明对于一定颜色的光，入射光越强，单对于一定颜色的光，入射光越强，单位时间内的光电子数越多位时间内的光电子数越多实验表明，对于一定颜色的光，无论光的强弱如何，遏止

7、电压都是一样的，光的频实验表明，对于一定颜色的光，无论光的强弱如何，遏止电压都是一样的，光的频率改变时，遏止电压也会改变，这表明光电子的能量只与入射光的频率有关，而与率改变时，遏止电压也会改变，这表明光电子的能量只与入射光的频率有关，而与入射光的强弱无关。入射光的强弱无关。13归纳光电效应的实验规律：归纳光电效应的实验规律：1 存在着饱和电流存在着饱和电流2 存在着遏止电压存在着遏止电压3 存在截止频率存在截止频率4 具有瞬时性具有瞬时性3214经典的理论无法解释光电效应中的一些现象：经典的理论无法解释光电效应中的一些现象：疑难疑难1：光越强，光电子的初动能应该越大，所以遏止电压：光越强，光电

8、子的初动能应该越大，所以遏止电压Uc应与光的强弱有关。应与光的强弱有关。实验结果：遏止电压只与光的频率有关。对于一定颜色（频率）的光实验结果：遏止电压只与光的频率有关。对于一定颜色（频率）的光, 无论光的无论光的强弱如何，遏止电压是一样的。强弱如何，遏止电压是一样的。疑难疑难2：不管光的频率如何，只要光足够强，电子都可获得足够能量从而逸出表面，：不管光的频率如何，只要光足够强，电子都可获得足够能量从而逸出表面，不应存在截止频率。不应存在截止频率。实验结果：对于不同的物体，都有相应的截止频率。实验结果：对于不同的物体，都有相应的截止频率。疑难疑难3：如果光很弱，电子需要很长时间（几分钟到十几分钟

9、）才能获得逸出表面：如果光很弱，电子需要很长时间（几分钟到十几分钟）才能获得逸出表面需要的能量。需要的能量。实验结果：时间小于实验结果：时间小于10-9s15教材教材32页页四四 爱因斯坦的光电效应方程爱因斯坦的光电效应方程思考：爱因斯坦提出了什么观点思考：爱因斯坦提出了什么观点16教材教材33页页17教材教材33页页18教材教材33页页19教材教材34页页c221eUvmce2021影响饱和电流、遏制电压、截止频率的因素影响饱和电流、遏制电压、截止频率的因素1、只要入射光频率超过截止频率，饱和电流的大小只与单位时间内的光子数有关。、只要入射光频率超过截止频率，饱和电流的大小只与单位时间内的光

10、子数有关。2、截止频率只与金属的逸出功有关，即只与金属的种类有关。、截止频率只与金属的逸出功有关，即只与金属的种类有关。3、遏止电压与入射光频率和逸出功有关。、遏止电压与入射光频率和逸出功有关。0cWh0chWUe22思考思考1：同种频率的光射到同种金属上，增强入射光时，饱和电流、遏止电压分别：同种频率的光射到同种金属上，增强入射光时，饱和电流、遏止电压分别如何变化？如何变化？答案：饱和电流增大，遏止电压不变。答案：饱和电流增大，遏止电压不变。思考思考2：相同强度（单位时间内的能量）的单色光射到同种金属上，增加入射光的：相同强度（单位时间内的能量）的单色光射到同种金属上，增加入射光的频率时，饱

11、和电流、遏止电压分别如何变化？频率时，饱和电流、遏止电压分别如何变化？答案：饱和电流减小，遏止电压增大。答案：饱和电流减小，遏止电压增大。2324练练1 判断下列说法的正误判断下列说法的正误1 任何频率的光照射到金属表面都可以发生光电效应（任何频率的光照射到金属表面都可以发生光电效应（ ）2 金属表面是否发生光电效应与入射光的强弱有关金属表面是否发生光电效应与入射光的强弱有关 （ ）3 “光子光子”就是就是“光电子光电子”的简称的简称 （ ）4 逸出功的大小与入射光无关逸出功的大小与入射光无关 （ ）5 光电子的最大初动能与入射光的频率成正比光电子的最大初动能与入射光的频率成正比 （ ）25练

12、练2、一束黄光照射某金属表面时，不能产生光电效应，则下列措施中可能使该金、一束黄光照射某金属表面时，不能产生光电效应，则下列措施中可能使该金属产生光电效应的是属产生光电效应的是( )A、延长光照时间、延长光照时间B、增大光束的强度、增大光束的强度C、换用红光照射、换用红光照射D、换用紫光照射、换用紫光照射D26练练3、关于光电效应下述说法中正确的是、关于光电效应下述说法中正确的是( )A、光电子的最大初动能随着入射光的强度增大而增大、光电子的最大初动能随着入射光的强度增大而增大B、只要入射光的强度足够强，照射时间足够长，就一定能产生光电效应、只要入射光的强度足够强，照射时间足够长，就一定能产生

13、光电效应C、在光电效应中，饱和光电流的大小与入射光的频率无关、在光电效应中，饱和光电流的大小与入射光的频率无关D、任何一种金属都有一个极限频率，低于这个频率的光不能发生光电效应、任何一种金属都有一个极限频率，低于这个频率的光不能发生光电效应D27A当用频率为当用频率为0的单色光照射该金属时，只要照射时间足够长，就能产的单色光照射该金属时，只要照射时间足够长，就能产生光电子生光电子B当用频率为当用频率为20的单色光照射该金属时，所产生光电子的最大初动能为的单色光照射该金属时，所产生光电子的最大初动能为h0C当照射光的频率当照射光的频率0时，虽然时，虽然增大，但逸出功不变增大，但逸出功不变D当照射

14、光的频率当照射光的频率0时，如果时，如果增大一倍，光电子的最大初动能也增大增大一倍，光电子的最大初动能也增大一倍一倍练4 （多选）已知能使某金属产生光电效应的极限频率为 0，则下列说法正确的是（） BC28五、康普顿效应五、康普顿效应教材教材35页页阅读要求：阅读要求：1知道什么是光的散射知道什么是光的散射2 理解康普顿效应理解康普顿效应29康普顿散射实验的装置康普顿散射实验的装置 晶体晶体 光阑光阑X 射线管射线管探探测测器器X 射线谱仪射线谱仪 石墨体石墨体(散射物质散射物质)j 0散射波长散射波长 30经典物理无法解释康普顿效应经典物理无法解释康普顿效应教材教材35页页31教材教材35页页325、康普顿效应的意义、康普顿效应的意义(1) 有力地支持了爱因斯坦有力地支持了爱因斯坦“光量子光量子”假设假设(2)首次在实验上证实了首次在实验上证实了“光子具有动量光子具有动量”的假设的假设(3)证实了在微观世界的单个碰