17.2《光的粒子性》ppt课件.pptx
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1、第十七章第十七章 波粒二象性波粒二象性 第二节第二节 光的粒子性光的粒子性人教版选修人教版选修3-5 当光线照射在金属表面时,金属中有电子逸当光线照射在金属表面时,金属中有电子逸出的现象,称为出的现象,称为光电效应光电效应。逸出的电子称为逸出的电子称为光光电子。电子。光电子定向移动形成的电流叫光电子定向移动形成的电流叫光电流光电流.1、什么是光电效应、什么是光电效应2 2、光电效应实验、光电效应实验规律规律(1)存在饱和电流)存在饱和电流光照不变,增大光照不变,增大UAK,G表中电流表中电流达到某一值后不再增大,即达到达到某一值后不再增大,即达到饱和值。饱和值。因为光照条件一定时,因为光照条件
2、一定时,K发射的发射的电子数目一定。电子数目一定。实验表明:实验表明:入射光越强,饱和电流越大,单位时间内发射的光入射光越强,饱和电流越大,单位时间内发射的光电子数越多。电子数越多。阳极阳极阴极阴极:使光电流减小到零的反向电压:使光电流减小到零的反向电压+一一一一 一一一一 一一一一 一一一一 一一一一 一一一一v加反向电压,如右图所示:加反向电压,如右图所示:光电子所受电场力方向与光电子光电子所受电场力方向与光电子速度方向相反,光电子作减速运速度方向相反,光电子作减速运动。若动。若最大的初动能最大的初动能U=0时,时,I0,因为电子有初速度因为电子有初速度则则I=0,式中,式中UC为为遏止电
3、压遏止电压(2)存在存在遏止电压和截止频率遏止电压和截止频率a.存在存在遏止电压遏止电压UCEEUFKAIIsUaOU黄光(黄光(强)强)黄光(黄光(弱)弱)光电效应伏安特性曲线光电效应伏安特性曲线遏遏止止电电压压饱饱和和电电流流兰光兰光Ub(2)存在存在遏止电压和截止频率遏止电压和截止频率实验表明实验表明:对于一定对于一定颜色颜色(频率频率)的光的光,无无论光的强弱如何论光的强弱如何,遏止遏止电压是一样的电压是一样的.光的光的频率频率 改变是,改变是,遏止遏止电压也会改变。电压也会改变。Z x xka.存在存在遏止电压遏止电压UC C光电子的光电子的最大初动能最大初动能只与只与入射光的频率入
4、射光的频率有关,有关,与入射光的强弱无关。与入射光的强弱无关。b.存在存在截止频率截止频率 c对于每种金属,都相应确定的截止频率对于每种金属,都相应确定的截止频率 c。当入射光频率当入射光频率 c 时,电子才能逸出金属表面;时,电子才能逸出金属表面;当入射光频率当入射光频率 WW0 0时,才有光电子逸出,时,才有光电子逸出,就是就是光电效应的截止频率。光电效应的截止频率。电子一次性吸收光子的全部能量,不需要电子一次性吸收光子的全部能量,不需要积累能量的时间,光电流自然几乎是瞬时发积累能量的时间,光电流自然几乎是瞬时发生的。生的。对于频率相同的光,光强较大时,包含的对于频率相同的光,光强较大时,
5、包含的光子数较多,照射金属时产生的光电子多,光子数较多,照射金属时产生的光电子多,因而饱和电流大。因而饱和电流大。由于爱因斯坦提出的光子假说成功地说明了光电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效应的实验规律,荣获荣获19211921年诺贝尔物理学奖年诺贝尔物理学奖。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。动理论。4 4、光电效应理论的验证、光电效应理论的验证 美国物理学家密立根,花了十年时间做了美国物理学家密立根,花了十年时间做
6、了“光电效光电效应应”实验,结果在实验,结果在1915年证实了爱因斯坦方程,年证实了爱因斯坦方程,h 的的值与理论值完全一致,又一次证明了值与理论值完全一致,又一次证明了“光量子光量子”理论理论的正确。的正确。爱因斯坦由于爱因斯坦由于对对光电效光电效应应的理论解释和对的理论解释和对理论理论物理学物理学的贡献的贡献获得获得1921年诺贝尔物理学奖年诺贝尔物理学奖密立根由于密立根由于研究基本电荷和研究基本电荷和光电效应光电效应,特别是通过著名,特别是通过著名的油滴实验,证明电荷有最的油滴实验,证明电荷有最小单位。小单位。获得获得19231923年诺贝尔年诺贝尔物理学奖物理学奖思考与讨论思考与讨论1
7、、光的散射、光的散射光在介质中与物质微粒相互作用光在介质中与物质微粒相互作用,因而传播方因而传播方向发生改变向发生改变,这种现象叫做这种现象叫做光的散射。光的散射。1923年康普顿在做年康普顿在做 X 射线通过物质散射的实射线通过物质散射的实验时,发现散射线中除有与入射线波长相同的验时,发现散射线中除有与入射线波长相同的射线外,还有比入射线波长更长的射线,其波射线外,还有比入射线波长更长的射线,其波长的改变量与散射角长的改变量与散射角有关,而与入射线波长有关,而与入射线波长 和和散射物质都无关散射物质都无关。四、康普顿效应四、康普顿效应2、康普顿效应、康普顿效应康普顿正在测晶体康普顿正在测晶体
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