1、光的粒子性-,-光电效应现象,为什么我们用得了无线街灯？,用弧光灯照射擦得很亮的锌板，(注意用导线与不带电的验电器相连），使验电器张角增大到约为30度时，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。,一、光电效应现象,表明锌板在射线照射下失去电子而带正电,当光线照射在金属表面时，金属中有电子逸出的现象，称为光电效应。逸出的电子称为光电子。,一、光电效应,石英窗,光线经石英窗照在阴极上，便有电子逸出-光电子。,光电子在电场作用下形成光电流。,二.光电效应的实验规律,1. 光电效应实验,将换向开关反接，电场反向，则光电子离开阴极后将受反向电场阻碍作用。,当 K、A 间加反向电压，
2、光电子克服电场力作功，当电压达到某一值 Uc 时，光电流恰为0。 Uc称遏止电压。,遏止电压,2. 光电效应实验规律,（1）对于任何一种金属，入射光的频率必须大于某一 极限频率才能产生光电效应，低于这个极限频率， 无论光的强度如何，无论照射时间多长，也不能 产生光电效应,（2）在单位时间里从金属极板中发射出的光电子数 跟入射光的强度成正比,（3）发射出的光电子的最大初动能与入射光强度无关 只随入射光频率的增大而增大,（4）只要入射光的频率高于金属极板的极限频率，无论其强度如何， 光电子的产生都几乎是瞬时的，不超过10-9s,3.爱因斯坦的光量子假设,1.内容,光不仅在发射和吸收时以能量为h的微
3、粒形式出现，而且在空间传播时也是如此。也就是说，频率为 的光是由大量能量为 =h 光子组成的粒子流，这些光子沿光的传播方向以光速 c 运动。,在光电效应中金属中的电子吸收了光子的能量，一部分消耗在电子逸出功A，另一部分变为光电子逸出后的动能 Ek 。由能量守恒可得出：,2.爱因斯坦光电效应方程,3、从方程可以看出光电子初动能和照射光的频率成线性关系4、从光电效应方程中，当初动能为零时，可得极限频率：,爱因斯坦对光电效应的解释：1、光强大，光子数多，释放的光电子也多，所以 光电流也大。2、电子只要吸收一个光子就可以从金属表面逸出 所以不需时间的累积。,由于爱因斯坦提出的光子假说成功地说明了光电效
4、应的实验规律，荣获1921年诺贝尔物理学奖。,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。,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。,爱因斯坦由于对光电效应的理论解释和对理论物理学的贡献获得1921年诺贝尔物理学奖,密立根由于研究基本电荷和光电效应，特别是通过著名的油滴实验，证明电荷有最小单位。获得1923年诺贝尔物理学奖,。,有关热辐射和光的本性，请完成下列填空题： 黑体辐射的规律不能用经典电磁学理论来解释
5、，1900年德国物理学家普朗克认为能量是由一份一份不可分割最小能量值组成，每一份称为_. 1905年爱因斯坦从此得到启发，提出了光子的观点，认为光子是组成光的最小能量单位，光子的能量表达式为_，并成功解释了_现象中有关极限频率、最大初动能等规律，写出了著名的 _ 方程，并因此获得诺贝尔物理学奖。,能量子,光电效应,光电效应方程,江苏高考调研题,2008年高考物理上海卷,如图所示，用导线将验电器与洁净鋅板连接，触摸鋅板使验电器指示归零，用紫外线照射鋅板，验电器指针发生明显偏转，接着用毛皮摩擦过的橡胶棒接触鋅板，发现验电器指针张角减小，此现象说明鋅板带 _ 电（选填“正”或“负”）;若改用红外线重
6、复以上实验,结果发现验电器指针根本不会偏转,说明金属鋅的极限频率_红外线的频率（选填“大于”或“小于”）。,正,大于,如图所示是使用光电管的原理图。当频率为的可见光照射到阴极K上时，电流表中有电流通过。如果将变阻器的滑动端P由A向B滑动，通过电流表的电流强度将会_(填“增加”、“减小”或“不变”)。当电流表电流刚减小到零时，电压表的读数为U，则光电子的最大初动能为_(已知电子电量为e)。如果不改变入射光的频率，而增加入射光的强度，则光电子的最大初动能将_(填“增加”、“减小”或“不变”) 。,减小,不变,南京高考模拟题,康普顿效应,康普顿正在测晶体对X 射线的散射,按经典电磁理论： 如果入射X
7、光是某种波长的电磁波，散射光的波长是不会改变的！,康普顿散射实验的意义,（1）有力地支持了爱因斯坦“光量子”假设；,（2）首次在实验上证实了“光子具有动量”的假设；,（3）证实了在微观世界的单个碰撞事件中，动量和能量 守恒定律仍然是成立的。,康普顿的成功也不是一帆风顺的，在他早期的几篇论文中，一直认为散射光频率的改变是由于“混进来了某种荧光辐射”；在计算中起先只考虑能量守恒，后来才认识到还要用动量守恒。,康普顿于1927年获诺贝尔物理奖。,19251926年，吴有训用银的X射线(0 =5.62nm) 为入射线，以15种轻重不同的元素为散射物质，,吴有训对研究康普顿效应的贡献,1923年,参加了发现康普顿效应的研究工作.,对证实康普顿效应作出了重要贡献。,在同一散射角( )测量各种波长的散射光强度，作了大量 X 射线散射实验。,光子的能量和动量,动量能量是描述粒子的,频率和波长则是用来描述波的,粒子的波动性：说明实物粒子也具有波动性。与实物粒子相联系的波称为德布罗意波，也叫物质波。,
