高中物理：17.2《科学的转折：光的粒子性第二课时》课件(新人教版 选修3-5)

1、康普顿效应，第二课，科学转换：光的粒子性，1 .光的散射，光在介质中与物质粒子相互作用，传播方向变化的现象叫光的散射，2 .康普顿效应，192 1 .康普顿效应，3 .康普顿散射的实验设备和规则：结晶，光圈，探针，0，散射波长，1 .康普顿效应，康普顿测量结晶的x射线散射。 根据经典的电磁理论，x射线如果是某波长的电磁波，散射光的波长不变，1 .康普顿效应，康普顿散射曲线特征：a .除了原始波长0以外，还出现了向长波方向移动的新的散射波长。 b .新波长随着散射角的增大而变大。 散射出现0的现象，称为康普顿散射。 波长偏差被称为1 .康普顿效应，电子的康普顿波长，因为仅在入射波长相当于0和c的

2、情况下康普顿效果显着，所以用x射线观察康普顿散射，不能用可见光观察康普顿散射。 波长的偏差只是与散射角有关，与散射物质的种类和入射的x射线的波长0无关，c=0.0241=2.4110-3nm (实验值)，1 .康普顿效果，1 .古典电磁理论说明康普顿效果时面临的困难，2 .康普顿效果说明中的困难， 电磁波通过物质时，物质中的带电粒子强制性地振动，因为其频率与入射光的频率相等，所以它放射的散射光的频率必须与入射光的频率相等。 无法说明波长变化与散射角的关系。 2 .光子理论对康普顿效果的解释，2 .康普顿效果的解释的困难，光子和外层的电子碰撞时，光子的一部分能量传递给电子，散射光的能量减少，因此

3、散射光的波长比入射光的波长大。 光子和束缚强的内层电子碰撞时，光子与整个原子交换能量，光子质量远小于原子质量，根据碰撞理论，碰撞前后光子能量几乎不变，波长不变。 碰撞中交换的能量与碰撞的角度有关，因此波长的变化与散射角有关。 1 .有力支持爱因斯坦的“光量子”假说；2 .第一次实验证实了“光子具有动量”的假设；3 .在微观世界的单一碰撞事件中，动量和能量守恒定律还成立。 康普顿的成功也不顺利。 他早期的论文认为散射光频率的变化是因为“混入了某种荧光放射线”的计算中最初只考虑能量保存，之后认识到了使用运动量保存。 康普顿在1927年获得了诺贝尔物理奖。 三、康普顿散射实验的意义，康普顿，1927

4、年获得诺贝尔物理学奖(1892-1962 )美国物理学家，1927，1925-1926年，以吴有训练用银的x射线(0=5.62nm )作为射线，以15种重要元素作为散射物质，4 .吴国以相同的散射角()测定各种波长的散射光强度，进行了很多x射线散射实验。三、康普顿散射实验的意义，四.光子的运动量、动量能量是描述粒子的，频率和波长是描述波的，光的粒子性，一、光电效应的基本规律，总结.一.光电效应现象，二.光电效应实验规则，对任何金属都有极限频率， 入射光的频率如果不大于该极限频率就不会产生光电效果，如果低于该频率就不会产生光电效果入射光的频率大于极限频率的情况下，光电流的强度与入射光的强度成比例

5、光电子的最大初始动能与入射光的强度无关， 当入射光的频率变大而变大的入射光照射到金属上时，光电子的放出几乎瞬间，一般为10-9秒以下，(3)光子说的光电效果的解释，(2)爱因斯坦的光电效果方程式，三，爱因斯坦的光电效果方程式，(1)光子：二，光电效果1 .在表示光电效果的实验中，本来就不带电的锌板与敏感的检电器连接，用电弧光照射锌板时检电器的针打开角度，如图所示，此时() a .锌板带正电，针带负b .锌板带正电，针带正c .锌板带正电针带正d .锌板带负电，针带负电，b、练习、2 .当有黄色光照射在某金属的表面上时，在没有光电效果的下一个对策中，有可能使该金属产生光电效果的是： () a .

6、光照射时间b .光束的强度c .红色光照射d .紫光照射d .练习不正确的是() a .在空间中传播的光不连续，作为一部分的光子b .光具有质量、能量和体积的物质微粒c .光子的能量与其频率成比例d .光子不客观存在，人为设想，练习，b，4 .引起人的视觉诱导的最小能量是10-18J 已知可见光的平均波长约为0.6m，进入人眼的光子数至少有一个，引起人眼的感觉.5.关于光电效果，以下说法正确的是() a .光电子的最大动能随着入射光的强度变大而变大. b .入射光的强度充分只要照射时间足够长，光电效果c .光电效果中饱和光电流的大小与入射光的频率无关，d .任何金属都有极限频率，低于该频率的光

7、都不产生光电效果，在练习、d、练习、教科书p39，1、可见光的范围内，哪个色光的光子能量最大？ 请考虑一下。 为什么这种光一定是最明亮的？在可见光范围内紫光的光子能量最大是因为其频度最高。 紫光不是最亮的。 到了光的强度，光的亮度由两个要素决定，所以两只眼睛的视觉灵敏度。 在光强度相同的前提下，人眼对可见光中心的黄绿色光最敏感，因此黄绿色光应该是最明亮的。 练习，教科书p9，2，光电效果实验中(1)入射光强度增加的话，会产生什么样的结果？ (2)入射光的频率增加会产生什么样的结果？ (1)当入射光的频率比截止频率高时，光强度增加，所发射的光电子数变多，入射光的频率低于截止频率时，无论光的强度如

8、何增加，都不发射光电子。 (2)入射光的频率增加，发射的光电子的最大初始动能增加。 练习、教科书例题P36、分析、得：对于一定的金属，工作W0确定，电子电荷e和普朗克常数h是常数。因此，阻止电压UC和光频率间是线性关系，即，Uc图像是有斜率的直线，根据练习、教科书例题P36、分析、以上的研究结果，阻止电压UC与光电子的最大动能Ek有关系，Ek越大，UC越高的UC为零、e 即，由于没有光电子，所以与阻止电压Uc=0对应的频率是截止频率c，从以上的分析可知，与阻止电压Uc=0对应的频率是截止频率c，UC-图像是倾斜的直线，练习、教科书p39， 5、研究如图17.2-2所示的光电效果的电路，利用能引起光电效果的2种(或多种)已知频率的光进行实验，如何测定普朗克常数？ 根据实验现象来说明实验步骤和要测量的物理量，并根据本实验来写出计算普朗克常数的关系式。 分析：阳极接触电源的负极，阴极接触电源的正极，测定两种不同频率1、2的光的阻止电压