粒子学案文档.doc

172 光的粒子性(一) 5.12学习目标：1通过实验了解光电效应的实验规律。2知道爱因斯坦光电效应方程以及意义。一.光电效应的实验规律1、课本30页图17.2-1演示实验现象说明了什么?_2、光电效应：_称为光电子_叫光电流 3、光电效应实验规律 （1）存在饱和电流（课本图17.2-2）光照不变，增大UAK，G表中电流达到某一值后不再增大，即达到饱和值。因为光照条件一定时，K发射的电子数目一定。实验表明：_(2)存在遏止电压和截止频率a.存在遏止电压UC使光电流减小到零的反向电压 U=0时，I0，因为电子有初速度加反向电压，如右图所示：光电子所受电场力方向与光电子速度方向相反，光电子作减速运动。若则I=0，式中UC为遏止电压 最大的初动能实验表明:a光电子的最大初动能只与_有关，与入射光的_无关。b当入射光的频率减小到某一值时，即使不施加反向电压也没有光电流，这表明已经没有光电子了。称为_或_当入射光的_低于_时不发生光电效应。不同金属的_频率不同（3）光电效应具有瞬时性精确测量表明产生光电流的时间不超过_s即光电效应几乎是_发生的。 二.光电效应解释中的疑难 使电子脱离某种金属所做功的最小值，叫做这种金属的_用表示。光越强，逸出的电子数_，光电流也就_。光越强，光电子的初动能应该越大，所以遏止电压UC应与光的强弱有关。不管光的频率如何，只要光足够强，电子都可获得足够能量从而逸出表面，不应存在截止频率。如果光很弱，按经典电磁理论估算，电子需几分钟到十几分钟的时间才能获得逸出表面所需的能量，这个时间远远大于S。以上三个结论都与实验结果相矛盾的，所以无法用经典的波动理论来解释光电效应。三.爱因斯坦的光量子假设1.光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的，频率为的光的能量子为h。这些能量子后来被称为_。爱因斯坦从普朗克的能量子说中得到了启发，他提出：2.爱因斯坦的光电效应方程光电子最大初动能 3.光子说对光电效应的解释 光强大，光子数多，释放的光电子也多，所以_也大。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。光电流自然几乎是_发生的。从方程可以看出光电子初动能和照射光的频率成_关系从光电效应方程中，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。请独立完成课本33页思考与讨论？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。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,荣获1921年诺贝尔物理学奖。光子像其他粒子一样，也具有_。光电效应显示了光的_。例题 （教材34页）请先自己运算再结合答案。检测卡A1、_的现象称为光电效应，发射出来的电子叫_ 。A2、光电管的作用是把 _ 信号转变为_信号。由于光电管发生光电效应而在电路中形成的电流叫_。B3.在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连，用弧光灯照射锌板时，验电器的指针就张开一个角度，如图所示，这时( )A.锌板带正电，指针带负电 B.锌板带正电，指针带正电C.锌板带负电，指针带正电 D.锌板带负电，指针带负电B4.一束黄光照射某金属表面时，不能产生光电效应，则下列措施中可能使该金属产生光电效应的是( )A.延长光照时间 B.增大光束的强度C.换用红光照射 D.换用紫光照射172 光的粒子性 学习目标1、光的散射_2.康普顿效应 （1）1923年康普顿在做 X 射线通过物质_的实验时，发现在散射的X射线中，除有与入射线波长l0_的成分外，还有波长_l0的成分，其波长的改变量与散射角有关，而与入射线波长和散射物质都无关，这个现象成为康普顿效应（2）经典电磁理论在解释康普顿效应时遇到的困难根据经典电磁波理论，当电磁波通过物质时，物质中带电粒子将作受迫振动，其频率等于入射光频率，所以它所发射的散射光频率应等于入射光频率。具体解释如下：若光子和外层电子相碰撞，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。 3.康普顿散射实验的意义（1）有力地支持了_ “光量子”假设； （2）首次在实验上证实了“光子具有_”的假设；（3）证实了在微观世界的单个碰撞事件中，_和_守恒定律仍然是成立的。康普顿于1927年获诺贝尔物理奖。二、光子的能量和动量 =_动量能量是描述_的,频率和波长则是用来描述_的知识巩固：B1、在可见光范围内，哪种颜色光的光子能量最大？想想看，这种光是否一定最亮？为什么？B2、在光电效应实验中 （1）如果入射光强度增加，将产生什么结果？（2）如果入射光频率增加，将产生什么结果？B3.关于光子说的基本内容有以下几点，不正确的是( )A.在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫一个光子 B.光是具有质量、能量和体积的物质微粒子C.光子的能量跟它的频率成正比D.光子客观并不存在，而是人为假设的B4.关于光电效应下述说法中正确的是( )A.光电子的最大初动能随着入射光的强度增大而增大B.只要入射光的强度足够强，照射时间足够长，就一定能产生光电效应 C.在光电效应中，饱和