光的粒子性及光電效應

1、光的粒子性-光電效應現(xiàn)象用弧光燈照射擦得很亮的鋅板，(注意用導線與不帶電的驗電器相連），使驗電器張角增大到約為30度時，再用與絲綢磨擦過的玻璃棒去靠近鋅板，則驗電器的指針張角會變大。一、光電效應現(xiàn)象表明鋅板在射線照射下失去電子而帶正電 當光線照射在金屬表面時，金屬中有電子逸出的現(xiàn)象，稱為光電效應。逸出的電子稱為光電子。一、光電效應AKGV陽極陰極W石英窗 光線經石英窗照在陰極上，便有電子逸出-光電子。光電子在電場作用下形成光電流。二.光電效應的實驗規(guī)律1. 光電效應實驗AKGV陽極陰極 將換向開關反接，電場反向，則光電子離開陰極后將受反向電場阻礙作用。 當 K、A 間加反向電壓，光電子克服電場

2、力作功，當電壓達到某一值 Uc 時，光電流恰為0。 Uc稱遏止電壓。2cevm21ceU遏止電壓AGVK陽極陰極W石英窗2. 光電效應實驗規(guī)律（1）對于任何一種金屬，入射光的頻率必須大于某一 極限頻率才能產生光電效應，低于這個極限頻率， 無論光的強度如何，無論照射時間多長，也不能 產生光電效應（2）在單位時間里從金屬極板中發(fā)射出的光電子數(shù) 跟入射光的強度成正比（3）發(fā)射出的光電子的最大初動能與入射光強度無關 只隨入射光頻率的增大而增大（4）只要入射光的頻率高于金屬極板的極限頻率，無論其強度如何， 光電子的產生都幾乎是瞬時的，不超過10-9s3.愛因斯坦的光量子假設1.內容 光不僅在發(fā)射和吸收時

3、以能量為h的微粒形式出現(xiàn)，而且在空間傳播時也是如此。也就是說，頻率為 的光是由大量能量為 =h 光子組成的粒子流，這些光子沿光的傳播方向以光速 c 運動。0kWEh 在光電效應中金屬中的電子吸收了光子的能量，一部分消耗在電子逸出功A，另一部分變?yōu)楣怆娮右莩龊蟮膭幽?Ek 。由能量守恒可得出：2.愛因斯坦光電效應方程為電子逸出金屬表面所需做的功，稱為逸出功； 221vmEek0W為光電子的最大初動能。3、從方程可以看出光電子初動能和照射光的頻率成線性關系4、從光電效應方程中，當初動能為零時，可得極限頻率：愛因斯坦對光電效應的解釋：1、光強大，光子數(shù)多，釋放的光電子也多，所以 光電流也大。2、電子

4、只要吸收一個光子就可以從金屬表面逸出 所以不需時間的累積。 由于愛因斯坦提出的光子假說成功地說明了光電效應的實驗規(guī)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，因為它完全違背了光的波動理論。4.光電效應理論的驗證 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 的值與理論值完全一致，又一次證明了“光量子”理論的正確。愛因斯坦由于對光電效應的理論解釋和對理論物理學的貢獻獲得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，特別是通過著名的油滴實驗，證明電荷有最小單位。獲得1923年諾貝

5、爾物理學獎。有關熱輻射和光的本性，請完成下列填空題： 黑體輻射的規(guī)律不能用經典電磁學理論來解釋，1900年德國物理學家普朗克認為能量是由一份一份不可分割最小能量值組成，每一份稱為_. 1905年愛因斯坦從此得到啟發(fā)，提出了光子的觀點，認為光子是組成光的最小能量單位，光子的能量表達式為_，并成功解釋了_現(xiàn)象中有關極限頻率、最大初動能等規(guī)律，寫出了著名的 _ 方程，并因此獲得諾貝爾物理學獎。能量子 h光電效應光電效應方程江蘇高考調研題 2008年高考物理上海卷 如圖所示，用導線將驗電器與潔凈鋅板連接，觸摸鋅板使驗電器指示歸零，用紫外線照射鋅板，驗電器指針發(fā)生明顯偏轉，接著用毛皮摩擦過的橡膠棒接觸鋅

6、板，發(fā)現(xiàn)驗電器指針張角減小，此現(xiàn)象說明鋅板帶 _ 電（選填“正”或“負”）;若改用紅外線重復以上實驗,結果發(fā)現(xiàn)驗電器指針根本不會偏轉,說明金屬鋅的極限頻率_紅外線的頻率（選填“大于”或“小于”）。正 大于 如圖所示是使用光電管的原理圖。當頻率為的可見光照射到陰極K上時，電流表中有電流通過。如果將變阻器的滑動端P由A向B滑動，通過電流表的電流強度將會_(填“增加”、“減小”或“不變”)。當電流表電流剛減小到零時，電壓表的讀數(shù)為U，則光電子的最大初動能為_(已知電子電量為e)。如果不改變入射光的頻率，而增加入射光的強度，則光電子的最大初動能將_(填“增加”、“減小”或“不變”) 。減小eU不變南京

7、高考模擬題 KVGPABS 康普頓效應康普頓正在測晶體對X 射線的散射 按經典電磁理論： 如果入射X光是某種波長的電磁波，散射光的波長是不會改變的！康普頓散射實驗的意義（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”的假設；（3）證實了在微觀世界的單個碰撞事件中，動量和能量 守恒定律仍然是成立的。 康普頓的成功也不是一帆風順的，在他早期的幾篇論文中，一直認為散射光頻率的改變是由于“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。康普頓于1927年獲諾貝爾物理獎。19251926年，吳有訓用銀的X射線(0 =5.62nm) 為入射線，以15種輕重不同的元素為散射物質，吳有訓對研究康普頓效應的貢獻1923年,參加了發(fā)現(xiàn)康普頓效應的研究工作.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。0120 （1897-19