高二物理选修35同步课件第17章第2节光的粒子性共27.ppt

17.2科学的转折：光的粒子性,问题1：回顾前面的学习，总结人类对光的本性的认识的发展过程？,光是什么？,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。,表明锌板在射线照射下失去电子而带正电,实验,定义：,当光(包括不可见光)的照射金属表面时，金属中有电子逸出的现象叫做光电效应。,逸出的电子叫做光电子,光电效应,光线照在阴极上，便有电子逸出-光电子。,光电子在电场作用下形成光电流。,光电效应的实验,光电效应伏安特性曲线,光电效应实验装置,规律1饱和电流,饱和光电流强度与入射光强度成正比。,实验表明：入射光越强，单位时间内发射的光电子数目越多,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，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。,规律2遏止电压,实验表明：对于一定颜色（频率）的光，无论光的强弱如何，遏止电压相同。频率改变，则遏止电压改变。即：光电子的能量只与入射光的频率有关，与入射光的强弱无关。,规律3截止频率,称c为截止频率（极限频率）,对于每种金属材料，都相应的有一确定的截止频率c。,当入射光频率c时，电子才能逸出金属表面；,当入射光频率c时，无论光强多大也无电子逸出金属表面；,当入射光的频率低于截止频率时不能发生光电效应,规律4瞬时性,无论入射光怎样微弱，只要频率超过截止频率，从光开始照射到光电逸出所需时间0的现象，称为康普顿散射。,波长的偏移为,康普顿散射实验结果,遇到的困难,经典电磁理论在解释康普顿效应时,2.无法解释波长改变和散射角的关系。,1.根据经典电磁波理论，当电磁波通过特等时，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,疑难,光子理论对康普顿效应的解释,康普顿引用光子模型成功解释了这种效应。基本思想：光子不仅具有能量，也具有动量，光子与电子碰撞时要遵守能量守恒定律和动量守恒定律。的,解释,光子的能量和动量,光子的动量,动量、能量是描述粒子的,频率、波长则是用来描述波的,光子的动量,当入射的光子与晶体中的电子碰撞时，要把一部分动量转移给电子，因而动量P变小，从而变大。,能量光电效应；动量康普顿效应,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。,意义,康普顿,1927年获诺贝尔物理学奖,(1892-1962)美国物理学家,1927,荣誉,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