高中物理人教选修35课件第17章第2节

1、波粒二象性,第十七章,第二节光的粒子性,第十七章,如图所示，把一块锌板连接在验电器上，用紫外线灯照射锌板，观察到验电器的指针发生了变化，这说明锌板带了电。你知道锌板是怎样带上电的吗？,1光电效应 照射到金属表面的光，能使金属中的_从表面逸出的现象。如图所示。,光电效应,电子,2光电子 光电效应中发射出来的电子。 3光电效应的实验规律 (1)存在着饱和光电流：在光的颜色不变的情况下，入射光越强，_电流越大。这表明对于一定颜色的光，入射光越强，单位时间内发射的_越多。,饱和,光电子数,(2)存在着遏止电压和截止频率：光电子的最大初动能与入射光的_有关，而与入射光的强弱无关，当入射光的频率低于_时不

2、能发生光电效应。 (3)光电效应具有瞬时性：光电效应几乎是_发生的，从光照射到产生光电流的时间不超过_。,频率,截止频率,瞬时,109s,1光子 光不仅在发射和吸收时能量是_的，而且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，h为普朗克常量。这些能量子后来被称为光子。,爱因斯坦的光电效应方程,一份一份,2爱因斯坦光电效应方程 在光电效应中，金属中的电子吸收一个光子获得的能量是_，这些能量的一 部分用来克服金属的_W0，剩下的表现为逸出后电子的初动能Ek，即 h_或Ek_,h,逸出功,EkW0,hW0,1光的散射 光在介质中与_相互作用，因而传播方向发生改变，这种现象叫做光

3、的散射。 2康普顿效应 美国物理学家康普顿在研究石墨对X射线的散射时，发现在散射的X射线中，除了与入射波长0相同的成分外，还有_的成分，这个现象称为康普顿效应。,康普顿效应,物质微粒,波长大于0,1表达式 p_ 2说明 在康普顿效应中，入射光子与晶体中电子碰撞时，把一部分动量转移给_，光子的动量_，因此，有些光子散射后波长变_。,光子的动量,电子,变小,长,一、光电效应中几个易混淆的概念 1光子与光电子 光子指光在空间传播时的每一份能量，光子不带电，光电子是金属表面受到光照射时发射出来的电子，其本质是电子，光子是光电效应的因，光电子是果。,2光电子的动能与光电子的最大初动能 光照射到金属表面时

4、， 光子的能量全部被电子吸收，电子吸收光子的能量，可能向各个方向运动，需克服原子核和其他原子的阻碍而损失一部分能量，剩余部分为光电子的初动能；只有金属表面的电子直接向外飞出时，只需克服原子核的引力做功，才具有最大初动能。光电子的初动能小于等于光电子的最大初动能。,3光子的能量与入射光的强度 光子的能量即每个光子的能量，其值为Eh (为光子的频率)，其大小由光的频率决定。入射光的强度指单位时间内照射到金属表面单位面积上的总能量；入射光的强度等于单位时间内光子能量与入射光子数的乘积。 4光电流和饱和光电流 金属板飞出的光电子到达阳极，回路中便产生光电流，随着所加正向电压的增大，光电流趋于一个饱和值

5、，这个饱和值是饱和光电流，在一定的光照条件下，饱和光电流与所加电压大小无关。,特别提醒： (1)光电效应的实质是光现象转化为电现象。 (2)发生光电效应时，饱和光电流与入射光的强度有关，要明确不同频率的光、不同金属与光电流的对应关系。,二、对光电效应方程的理解 1光电子的动能 方程Ekh W0中，Ek为光电子的最大初动能，就某个光电子而言，其离开金属时的动能大小可以是零到最大值范围内的任何数值。 2方程实质 方程Ekh W0实质上是能量守恒方程。,一束绿光照射某金属发生了光电效应，则下列说法正确的是() A若增加绿光的照射强度，则逸出的光电子数增加 B若增加绿光的照射强度，则逸出的光电子最大初

6、动能增加 C若改用紫光照射，则可能不会发生光电效应 D若改用紫光照射，则逸出的光电子的最大初动能增加 答案：AD,解析：光电效应的规律表明：入射光的频率决定着是否发生光电效应以及发生光电效应时产生的光电子的最大初动能的大小，当入射光频率增加后，产生的光电子最大初动能也增加；而照射光的强度增加，会使单位时间内逸出的光电子数增加，紫光频率高于绿光，故上述选项正确的有A、D。,2光电效应与康普顿效应的对比 (1)光电效应与康普顿效应都说明了光具有粒子性。 (2)波长较短的X射线或射线产生康普顿效应，波长较长的可见光或紫外光产生光电效应。,白天的天空各处都是亮的，是大气分子对太阳光散射的结果。假设一个

7、运动的光子和一个静止的自由电子碰撞以后，电子向某一个方向运动，光子沿另一方向散射出去，则这个散射光子跟原来的光子相比() A频率变大B频率不变 C光子能量变大D波长变长,答案：D 解析：运动的光子和一个静止的自由电子碰撞时，既遵守能量守恒，又遵守动量守恒。碰撞中光子将能量h的一部分传递给了电子，光子的能量减少，波长变长，频率减小，D选项正确。,光电效应规律,D对某金属，入射光波长必须等于小于某一极限波长，才能产生光电效应 解析：由光电效应规律知，对于某种金属，其逸出功是一个定值，当照射光的频率一定时，光子的能量是一定的，产生的光电子的最大初动能也是一定的，若提高照射光的频率，则产生的光电子最大

8、初动能也将增大，要想使某种金属发生光电效应，必须使照射光的频率大于其极限频率0，因刚好发生光电效应时，光电子的初动能为零，有h0W。,若照射光的频率不变，对于特定的金属，增加光强，不会增加光电子的最大初动能，因频率不变时，入射光的光子能量不变，但由于光强的增加，入射光的光子数目增加，因而产生的光电子数目也随之增加，B选项正确。 答案：ABD,光电效应实验的装置如图所示，则下列说法中正确的是(),A用紫外线照射锌板，验电器指针会发生偏转 B用红色光照射锌板，验电器指针会发生偏转 C锌板带的是负电荷 D使验电器指针发生偏转的是正电荷 答案：AD 解析：将擦得很亮的锌板连接验电器，用弧光灯照射锌板(弧光灯发出紫外线)，验电器指针张开一个角度， 说明锌板带了电。进一步研究表明锌板带正电，这说明在紫外光的照射下，锌板中有一部分自由电子从表面飞出来，锌板中缺少电子，于是带正电，A、D选项正确，红光不能使锌板发生光电效应。,爱因斯坦光电效应方程的应用,A5.31034Hz,2.2J B5.31014Hz,4.41019J C3.31033Hz,2.2