光电效应波粒二象性物质波.ppt

第十五章 量子论初步 原子核,第一节 光电效应 波粒二象性 物质波,一、光电效应 1定义：在光的照射下从物体发射出_的现象(发射出的电子称为光电子) 2产生条件：入射光的频率_极限频率,电子,大于,3光电效应规律 (1)每种金属都有一个极限频率，入射光的_必须大于这个极限频率才能产生光电效应 (2)光电子的最大初动能与入射光的_无关，只随入射光频率的增大而_,频率,强度,增大,(3)光电效应的发生几乎是瞬时的，一般不超过109 s. (4)当入射光的频率大于极限频率时，_的强度与入射光的强度成正比,光电流,二、光电效应方程 1基本物理量 (1)光子的能量Eh其中h6.631034 Js(称为普朗克常量) (2)逸出功：使电子脱离某种金属所做功的_,最小值,(3)最大初动能 发生光电效应时，金属_的电子吸收光子后克服原子核的引力逸出时所具有动能的_,表面上,最大值,2光电效应方程 爱因斯坦光电效应方程是根据_守恒定律推导出来的描述的是光电子的最大初动能Ek跟入射光子的能量h和逸出功W之间的关系：EkhW.,能量,三、波粒二象性、物质波 1光的波粒二象性 (1)光电效应说明光具有粒子性，同时光还具有波动性，即光具有_ (2)大量光子运动的规律表现出光的_性，单个光子的运动表现出光的_性,波粒二象性,波动,粒子,(3)光的波长越长，波动性越明显，越容易看到光的干涉和衍射现象光波的频率越高，粒子性越明显，穿透本领越强,运动着,德布罗意波,一、正确理解光电效应规律中的两个关系 1光电子的最大初动能与入射光频率的关系,图1511,由光电效应方程可得：EkhW. 对于某一金属而言，逸出功W是一定的，光电子的最大初动能Ek随入射光的频率的增大而增大最大初动能Ek与入射光频率的关系图线如图1511所示,当光照射到金属表面上时，能量为E的光子被电子所吸收，电子把这个能量的一部分用来克服金属表面对它的吸引，剩余部分就是电子离开金属表面时的动能,(2)电子吸收光子后能量立即增大h，不需要能量的积累过程因此光电效应的发生几乎是瞬时的 (3)电子每次只吸收一个光子，从能量守恒可知，光电子的最大的初动能EkhW.且Ek随频率的增大而增大，与光的强度无关,2光电流与光强、电压的关系 (1)光电流与光强的关系 光电流的大小是由单位时间内从金属表面逸出的光电子数目决定的，而从金属表面逸出的光电子数目由入射光子的数目决定，而与光子的频率无关,(2)光电流与电压的关系 给光电管加反向电压时，随电压的增大，光电流逐渐减小，光电压大于或等于遏止电压时，光电流为0. 给光电管加正向电压时，随电压的增大光电流逐渐增大，当电压增大到某一值时，光电流达到饱和值，再增大电压，光电流不再增加,即时应用 1(2010高考江苏卷)研究光电效应的电路如图1512所示用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极K)，钠极板发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流,下列光电流I与A、K之间的电压UAK的关系图象1513中，正确的是( ),图1512,图1513,解析：选C.虽然入射光强度不同，但光的频率相同，所以截止电压相同；又因当入射光强时，单位时间逸出的光电子多，饱和光电流大，所以选C.,二、光的波粒二象性 1干涉、衍射和偏振以无可辩驳的事实表明光是一种波；光电效应和康普顿效应又用无可辩驳的事实表明光是一种粒子，因此现代物理学认为：光具有波粒二象性,2正确理解波粒二象性：波粒二象性中所说的波是一种概率波，对大量光子才有意义波粒二象性中所说的粒子，是指其不连续性，是一份能量 个别光子的作用效果往往表现为粒子性；大量光子的作用效果往往表现为波动性,即时应用 2有关光的本性的说法正确的是( ) A关于光的本性，牛顿提出了“微粒说”，惠更斯提出了“波动说”，爱因斯坦提出了“光子说”，它们都圆满地说明了光的本性 B光具有波粒二象性是指：既可以把光看成微观概念上的波，也可以看成宏观概念上的粒子,C光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，光电效应说明光具有粒子性 D在光的双缝干涉实验中，如果光通过双缝时显出波动性，如果光只通过一个缝时显出粒子性,答案：C,物理学家做了一个有趣的实验：在双缝干涉实验中，在光屏处放上照相底片，若减弱光电流的强度，使光子只能一个一个地通过狭缝，实验结,果表明，如果曝光时间不太长，底片上只出现一些不规则的点子；如果曝光时间足够长，底片上就会出现规则的干涉条纹，对这个实验结果认识正确的是( ) A曝光时间不长时，出现不规则的点子，表现出光的波动性,B单个光子通过双缝后的落点无法预测 C干涉条纹中明亮的部分是光子到达机会较多的地方 D只有大量光子的行为才能表现出光的粒子性,【思路点拨】 利用光的波粒二象性和光波是一种概率波分析解答,【解析】 A项中表现出光的粒子性；B、C项中体现了光是一种概率波，单个光子的落点无法预测；大量光子到达概率大地方，形成亮条纹，因此大量光子的行为表现出波动性，选项BC正确,【答案】 BC,(2011高考新课标全国卷)在光电