粒子学案文档

1、17. 2光的粒子性（一）5.12学习目标：1.通过实验了解光电效应的实验规律。2. 知道爱因斯坦光电效应方程以及意义。一.光电效应的实验规律1、课本30页图17.2-1演示实验现象说明了什么？2、光电效应：称为光电子叫光电流3、 光电效应实验规律 （1）存在饱和电流（课本图17.2-2 ） 光照不变，增大UAK G表中电流达到某一值后不再增大，即达到 饱和值。因为光照条件一定时，K发射的电子数目一定。实验表明：（2）存在遏止电压和截止频率U=0 时，I 工 0,a.存在遏止电压UC使光电流减小到零的反向电压 因为电子有初速度加反向电压，如右图所示： 光电子所受电场力方向与光电子速度方向相反，

2、 光电子作减速运动。若则1=0,式中UC为遏止电压Vc最大的初动能实验表明：a光电子的最大初动能只与 关，与入射光的关。b当入射光的频率减小到某一值 Vc时，即使不施加反向电压也没有光电流，这表明已经没有光电子了。Vc称为或当入射光的低于时不发生光电效应。不 同金属的频率不同（3）光电效应具有瞬时性精确测量表明产生光电流的时间不超过 s即光电效应几乎是生的。二.光电效应解释中的疑难使电子脱离某种金属所做功的最小值，叫做这种金属的 用W。表示。光越强，逸出的电子数 ，光电流也就。 光越强，光电子的初动能应该越大，所以遏止电压UC应与光的 强弱有关。 不管光的频率如何，只要光足够强，电子都可获得足

3、够能量从 而逸出表面，不应存在截止频率。 如果光很弱，按经典电磁理论估算，电子需几分钟到十几分钟 的时间才能获得逸出表面所需的能量， 这个时间远远大于10° s。 以上三个结论都与实验结果相矛盾的，所以无法用经典的波动理 论来解释光电效应。三爱因斯坦的光量子假设1. 光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的，频率为V的光的能量子为h v。这些能量子后来被称为。爱因斯坦从普朗克的能量子说中得到了启发，他提出：Ek =仁Ek =爪 - Wok 2 ec 光电子最大初动能3. 光子说对光电效应的解释光强大，光子数多，释放的光电子也多，所以也大。2. 爱因斯坦的光电效应方程 电子只要吸收一个

4、光子就可以从金属表面逸出，所以不需时间的累积。光电流自然几乎是 生的。关系 从方程可以看出光电子初动能和照射光的频率成 从光电效应方程中，当初动能为零时，可得极限频率：Vc=爱因斯坦光子假说圆满解释了光电效应，但当时并未被物理学家 们广泛承认，因为它完全违背了光的波动理论。请独立完成课本33页思考与讨论？4. 光电效应理论的验证美国物理学家密立根，花了十年时间做了“光电效应”实验，结 果在1915年证实了爱因斯坦方程，h的值与理论值完全一致，又 一次证明了“光量子”理论的正确。由于爱因斯坦提出的光子假说成功地说明了光电效应的实验规律，荣获1921年诺贝尔物理学奖。光子像其他粒子一样，也具有 。

5、光电效应显示了光的。例题 （教材34页）请先自己运算再结合答案。检测卡 A1、 现象称为光电效应，发射出来的电子叫。A2、光电管的作用是把 信号转变为信号。由于光电管发生光电效应而在电路中形成的电流叫。B3.在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电 器相连，用弧光灯照射锌板时，验电器的指针就张开一个角度，如图所示，这时（A.锌板带正电,指针带负电B.锌板带正电，指针带正电C.锌板带负电,指针带正电D.锌板带负电，指针带负电B4.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（）A.延长光照时间B.增大光束的强度D.换用紫光照射 学习目标C.换用

6、红光照射17. 2光的粒子性1、光的散射2. 康普顿效应（1） 1923年康普顿在做X射线通过物质的实验时，发现在散射的X射线中，除有与入射线波长0的成分外，还有波长 A0的成分，其波长的改变量与散射角有关，而与入射线波长和散射物质都无关，这个现象成为康普顿效应（2）经典电磁理论在解释康普顿效应时遇到的困难根据经典电磁波理论，当电磁波通过物质时，物质中带电粒子将作受迫振动，其频率等于入射光频率，所以它所发射的散射 光频率应等于入射光频率。具体解释如下：若光子和外层电子相碰撞，光子有一部分能 量传给电子，散射光子的能量减少，于是散射光的波长大于入射光 的波长。3.康普顿散射实验的意义（1） 有力

7、地支持了 “光量子”假设；（2） 首次在实验上证实了“光子具有 ”的假设；（3） 证实了在微观世界的单个碰撞事件中，和守恒定律仍然是成立的。康普顿于 1927年获诺贝尔物理奖。二、光子的能量和动量E= mc2E= h二 P = me =动量能量是描述的,频率和波长则是用来描述的知识巩固：B1、在可见光范围内，哪种颜色光的光子能量最大？ 想想看，这种光是否一定最亮？为什么？B2、在光电效应实验中（1）如果入射光强度增加，将产生什么结果？ （2）如果入射光频率增加，将产生什么结果？B3.关于光子说的基本内容有以下几点，不正确的是 （）A.在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫一个 光子B.光是具有质量、能量和体积的物质微粒子C. 光子的能量跟它的频率成正比D. 光子客观并不存在，而是人为假设的B4.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C.在光电效应中，饱