资源描述：
《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.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、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10-9s。4.逸
2、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
3、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:(2)说明:在康普顿效应中,入射光子与晶体中电子碰撞时,把一部分动量转移给电子,光子的动量变小。因此,有些光子散射后波长变大。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
4、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:×(2)康普顿散射的主要特征是散射光的波长有些与入射光的相同,有些散射光的波长比入射光的波长长些,且散射光波长的改变量与散射角的大小有关。()解析:光子和电子相碰撞,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。散射角不同,能量减少情况不同,散射光的波长也有所不同。答案:√(3)经典物理学理论不能合理解释康普顿效应。()答案:
5、√(4)不同频率的光照射到同一金属表面发生光电效应时,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
6、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。探究一探究二光电效应的实验规律问题探究当我们走到有自动门的处所时,在光电池电子眼探测到我们到来时,门就会自动打开,这种传感器可以对光做出响应。当光的强度变化时,传感器产生的电流大小将发生改变,与相应的电路耦合,就可以触发将门打开,你知道其中的道理吗?要点提示:这种传感器代表了光电效应的一种应用,当发生光电效应时
7、,光照在金属上是电子从金属中飞出,这种现象在1839年在法国第一次被发现,而由爱因斯坦第一个给出了合理的解释并将其理论化,他阐明了光有粒子流似的行为。探究三探究一探究二归纳总结1.光子与光电子:光子指光在空间传播时的每一份能量,光子不带电;光电子是金属表面受到光照射时发射出来的电子,其本质是电子,光照射金属是因,产生光电子是果。2.光电子的动能与光电子的最大初动能:光照射到金属表面时,光子的能量全部被电子吸收,电子吸收了光子的能量,可能向各个方向运动,需克服原子核和其他原子的阻碍而损失一部分能量,剩余部分为光电子的初动能;只有金属表面的电子
8、直接向外飞出时,只需克服原子核的引力做功,才具有最大初动能。光电子的初动能小于或等于光电子的最大初动能。探究三探究一探究二3.光子的能量与入射光的强度:光子的能量即每个光子的能量
