科學的轉折光的粒子性1、什么就是光電效應照射到金屬表面得光,能使金屬中得電子從表面逸出得現象,稱為光電效應。逸出得電子稱為光電子。一、光電效應得實驗規律光電子定向移動形成得電流叫光電流一、光電效應得實驗規律2、光電效應實驗規律(1)存在飽和電流光照不變,增大UAK,G表中光電流趨向于一個飽和值。說明:光照條件一定時,K發射得電子數目一定。實驗表明:入射光越強,飽和電流越大,即單位時間內發射得光電子數越多。陽極陰極:使光電流減小到零得反向電壓－++++++

一一一一一一v▲若加反向電壓,如右圖所示:光電子所受電場力方向與光電子速度方向相反,光電子作減速運動。當最大得初動能▲若U=0時,I≠0,遏止電壓得存在說明:光電子有初速度則I=0,式中UC為遏止電壓一、光電效應得實驗規律(2)存在遏止電壓和截止頻率a、存在遏止電壓UCEEUFKA光得頻率

改變時,遏止電壓也會改變。一、光電效應得實驗規律(2)存在遏止電壓和截止頻率a、存在遏止電壓UC這表明:光電子得最大初動能只與入射光得頻率有關,與入射光得強弱無關。IIsUaOU黃光（強）黃光（弱）光電效應伏安特性曲線遏止電壓飽和電流蘭光Ub實驗表明:對于一定顏色(頻率)得光,無論光得強弱如何,遏止電壓就是一樣得、一、光電效應得實驗規律(2)存在遏止電壓和截止頻率實驗中發現,當入射光得頻率減小到某一數值

c時,即使不施加反向電壓也沒有光電流,這表明已經沒有光電子了。

c

稱為截止頻率或極限頻率。一、光電效應得實驗規律b、存在截止頻率

c實驗表明:不同得金屬得截止頻率不同。當入射光頻率

>

c

時,電子才能逸出金屬表面;當入射光頻率

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c時,無論光強多大也無電子逸出金屬表面。(2)存在遏止電壓和截止頻率當入射光得頻率低于截止頻率時不能發生光電效應。實驗結果:當入射光頻率大于被照金屬得極限頻率,無論入射光怎樣微弱,電流表指針也幾乎就是隨著入射光照射就立即偏轉。精確測量表明,產生電流得時間不超過10－9秒即光電效應幾乎就是瞬時得。一、光電效應得實驗規律(3)具有瞬時性①對于任何一種金屬,都有一個極限頻率,入射光得頻率必須大于這個極限頻率,才能發生光電效應,低于這個頻率就不能發生光電效應;②當入射光得頻率大于極限頻率時,入射光越強,飽和電流越大;③光電子得最大初動能與入射光得強度無關,只隨著入射光得頻率增大而增大;④入射光照到金屬上時,光電子得發射幾乎就是瞬時得,一般不超過10-9秒、

一、光電效應得實驗規律

以上三個結論都與實驗結果相矛盾得,所以無法用經典得波動理論來解釋光電效應。逸出功W0使電子脫離某種金屬所做功得最小值,叫做這種金屬得逸出功。光越強,逸出得電子數越多,光電流也就越大。①光越強,光電子得初動能應該越大,所以遏止電壓UC應與光得強弱有關。②不管光得頻率如何,只要光足夠強,電子都可獲得足夠能量從而逸出表面,不應存在截止頻率。③如果光很弱,按經典電磁理論估算,電子需幾分鐘到十幾分鐘得時間才能獲得逸出表面所需得能量,這個時間遠遠大于10S。-9√實驗表明:對于一定顏色(頻率)得光,無論光得強弱如何,遏止電壓就是一樣得、溫度不很高時,電子不能大量逸出,就是由于受到金屬表面層得引力作用,電子要從金屬中掙脫出來,必須克服這個引力做功。二、光電效應解釋中得疑難大家有疑問的，可以詢問和交流可以互相討論下，但要小聲點1、愛因斯坦光子說:光本身就就是由一個個不可分割得能量子組成得,頻率為ν得光得能量子為E=hν。這些能量子后來被稱為光子。愛因斯坦從普朗克得能量子說中得到了啟發,她提出:三、愛因斯坦得光量子假設2、愛因斯坦得光電效應方程或——光電子最大初動能

——金屬得逸出功

W0一個電子吸收一個光子得能量hν后,一部分能量用來克服金屬得逸出功W0,剩下得表現為逸出后電子得初動能Ek,即:3、光子說對光電效應得解釋①愛因斯坦方程表明,光電子得初動能Ek與入射光得頻率有關,與光得強弱無關。只有當hν>W0時,才有光電子逸出,就就是光電效應得截止頻率。②電子一次性吸收光子得全部能量,不需要積累能量得時間,光電流自然幾乎就是瞬時發生得。③光強較大時,包含得光子數較多,照射金屬時產生得光電子多,因而飽和電流大。三、愛因斯坦得光量子假設由于愛因斯坦提出得光子假說成功地說明了光電效應得實驗規律,榮獲1921年諾貝爾物理學獎。

愛因斯坦光子假說圓滿解釋了光電效應,但當時并未被物理學家們廣泛承認,因為她完全違背了光得波動理論。4、光電效應理論得驗證

美國物理學家密立根,花了十年時間做了“光電效應”實驗,結果在1915年證實了愛因斯坦方程,h得值與理論值完全一致,又一次證明了“光量子”理論得正確。三、愛因斯坦得光量子假設愛因斯坦由于對光電效應得理論解釋和對理論物理學得貢獻獲得1921年諾貝爾物理學獎密立根由于研究基本電荷和光電效應,特別就是通過著名得油滴實驗,證明電荷有最小單位。獲得1923年諾貝爾物理學獎。思考與討論？課本P33應用光電管:光信號轉成電信號光電源電流計IAK

可以用于自動控制,自動計數、自動報警、自動跟蹤等。

康普頓效應17-1科學得轉折:光得粒子性1、光得散射光在介質中與物質微粒相互作用,因而傳播方向發生改變,這種現象叫做光得散射2、康普頓效應

1923年康普頓在做X射線通過物質散射得實驗時,發現散射線中除有與入射線波長相同得射線外,還有比入射線波長更長得射線,這個現象稱為康普頓效應。一、康普頓效應1、經典電磁理論在解釋康普頓效應時遇到得困難二、康普頓效應解釋中得疑難無法解釋波長改變和散射角關系。根據經典電磁波理論,當電磁波通過物質時,物質中帶電粒子將作受迫振動,其頻率等于入射光頻率,所以振動著得帶電微粒所發射得散射光頻率應等于入射光頻率。2、康普頓用光子得模型成功解釋了康普頓效應二、康普頓效應解釋中得疑難

x射線得光子不僅具有能量,也像其她粒子那樣具有動量,x射線得光子與晶體中得電子碰撞時要遵守能量守恒和動量守恒,求解這些方程,可以得出散射光波長得變化值。理論與實驗符合得很好。光電效應和康普頓效應深入揭示了光得粒子性得一面,前者表明光子具有能量,后者表明光子除了能量之外還有動量。四、光子得動量1、有力地支持了愛因斯坦“光量子”假設;2、首次在實驗上證實了“光子具有動量”得假設;3、證實了在微觀世界得單個碰撞事件中,動量和能量守恒定律仍然就是成立得。康普頓得成功也不就是一帆風順得,在她早期得幾篇論文中,一直認為散射光頻率得改變就是由于“混進來了某種熒光輻射”;在計算中起先只考慮能量守恒,后來才認識到還要用動量守恒。三、康普頓散射實驗得意義康普頓效應康普頓效應康普頓,1927年獲諾貝爾物理學獎(1892-1962)美國物理學家康普頓于1927年獲諾貝爾物理獎。1925—1926年,吳有訓用銀得X射線(

0=5、62nm)為入射線,以15種輕重不同得元素為散射物質,4、吳有訓對研究康普頓效應得貢獻1923年,參加了發現康普頓效應得研究工作、對證實康普頓效應作出了重要貢獻。在同一散射角()測量各種波長的散射光強度，作了大量X射線散射實驗。（1897-1977）吳有訓三、康普頓散射實驗得意義光得粒子性一、光電效應得基本規律小結①對于任何一種金屬,都有一個極限頻率,入射光得頻率必須大于這個極限頻率,才能發生光電效應,低于這個頻率就不能發生光電效應;②當入射光得頻率大于極限頻率時,光電流得強度與入射光得強度成正比;③光電子得最大初動能與入射光得強度無關,只隨著入射光得頻率增大而增大;④入射光照到金屬上時,光電子得發射幾乎就是瞬時得,一般不超過10-9秒