光的波粒二象性

第十七章：波粒二象性隨著溫度的升高，輻射強(qiáng)度的極大值向著波長(zhǎng)減小的方向進(jìn)行；4、普朗克的量子說：透過黑體輻射規(guī)律，普朗克認(rèn)為：電磁皮的輻射和吸收，是不連續(xù)的，而是一份一份地進(jìn)行的，每份叫一個(gè)能量子，能量為*二hY。愛因斯坦受其啟發(fā)，提出了光子說：光的傳播和吸收也是一份一份地進(jìn)行的，每一份叫一個(gè)光子，其能量為￡=hv二、光電效應(yīng)：說明了光具有粒子性，同時(shí)說明了光子具有能量1、 光電效應(yīng)現(xiàn)象紫外光照射鋅板，鋅板的電子獲得足夠的光子能量，掙脫金屬正離子引力，脫離鋅板成為光電子；鋅板因失去電子而帶上正電，于是與鋅板相連的驗(yàn)電器也帶上正電，金屬箔張開。2、 實(shí)驗(yàn)原理電路圖

3、規(guī)律：存在飽和電流飽和電流：在光電管兩端加正向電壓時(shí)，單位時(shí)間到達(dá)陽極A的光電子數(shù)增多，光電流越大；但當(dāng)逸出的光電子全部到達(dá)陽極后，再增加正向電壓，光電流就達(dá)到最大飽和值，稱為飽和電流。存在遏止電壓在光電管兩端加反向電壓時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)到達(dá)陽極A的光電子數(shù)減少，光電流減??；當(dāng)反射電壓達(dá)到某一值U時(shí)，光電流減小為零，U就叫“遏止電壓”。存在截止頻率a、 截止頻率的定義：任何一種金屬都有一個(gè)極限頻率v°,入射光的頻率低于“極限頻率”v°時(shí)，無論入射光多強(qiáng)，都不能發(fā)生光電效應(yīng)，這個(gè)極限頻率稱為截止頻率。b、 “逸出功”定義：電子從金屬表面脫離金屬所需克服金屬正離子的引力所做的最小功。要發(fā)生光電效應(yīng)，入射光的能量（hv）要大于“逸出功（W）”即：加0-W0光電效應(yīng)的“瞬時(shí)性”——因光電效應(yīng)發(fā)生的時(shí)間，即為一個(gè)光子與一個(gè)電子能量交換的時(shí)間，所以不管光強(qiáng)度如何，發(fā)生光電效應(yīng)的時(shí)間極短，不超過IO%。4、愛因斯坦的光電效應(yīng)方程：光電子的最大初動(dòng)能等干入射光光子的能量減逸出功即：E=hv—WK可見“光電子的最大初動(dòng)能”與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，只與入射光頻率有關(guān)，圖象如下圖EV匹h當(dāng)加在光電萱兩端的反射電壓為遏業(yè)電壓時(shí).光電子的最天匍動(dòng)能正好用于克服電揚(yáng)力橄如Uce=hV-WsEV匹h當(dāng)加在光電萱兩端的反射電壓為遏業(yè)電壓時(shí).光電子的最天匍動(dòng)能正好用于克服電揚(yáng)力橄如Uce=hV-Ws_fe：T_hWqUc=-v-——ss軻垂表示譽(yù)棊宣洛董h(huán)不h巻厲玖—r線三無率表云 不同"匚廠匸線平行5、光電效應(yīng)現(xiàn)象所用到的公式如下：hv二E+W E二eU W二hvk0kc006、光電效應(yīng)方程對(duì)光電效應(yīng)現(xiàn)象的解釋如下在入射光頻率一定的情況下，飽和光電流的大小與入射光的強(qiáng)度成正比，也就是單位時(shí)間內(nèi)被擊出的光電子數(shù)與入射光的強(qiáng)度成正比。光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，而只與入射光的頻率有關(guān)。頻率越高,光電子的能量就越大。入射光的頻率低于的光，無論光的強(qiáng)度如何，照射時(shí)間多長(zhǎng)，都沒有光電子發(fā)射。光的照射和光電子的釋放幾乎是同時(shí)的例題：鋁的逸出功是4.2eV,現(xiàn)在將波長(zhǎng)200nm的光照射鋁的表面。（1） 求光電子的最大初動(dòng)能（2） 求遏制電壓（3） 求鋁的截止頻率三、康普頓效應(yīng)：1、 光子與石墨中的電子發(fā)生碰撞后，成分中出現(xiàn)波長(zhǎng)變長(zhǎng)光子的現(xiàn)象。2、 對(duì)康普頓效應(yīng)的解釋：光子與石墨中的電子發(fā)生碰撞后，把一部分能量和動(dòng)量傳遞給了C電子。因此，光子的能量和動(dòng)量都要減??；棗二hv二h-所以在散射后光子成分中出現(xiàn)波長(zhǎng)變長(zhǎng)的光子。3、 意義：說明了光具有粒子性，同時(shí)說明了光子具有能量和動(dòng)量。四、光的波粒二象性1、 光子數(shù)目少時(shí)，易表現(xiàn)出粒子性；光子數(shù)目多時(shí)，易表現(xiàn)出波動(dòng)性2、 波長(zhǎng)越長(zhǎng)，越易表現(xiàn)出波動(dòng)性；波長(zhǎng)越短，越易表現(xiàn)出粒子性h3、 光子的能量￡=hv、光子的動(dòng)量P二一-

五、實(shí)物粒子的波粒二象性——實(shí)物粒子的波動(dòng)性1、德布羅意波（物質(zhì)波）：任何運(yùn)動(dòng)的實(shí)物粒子都有一種波長(zhǎng)與之對(duì)應(yīng)：_h~~P8任何粒子都有一種頻率與之對(duì)應(yīng)：V和五、實(shí)物粒子的波粒二象性——實(shí)物粒子的波動(dòng)性1、德布羅意波（物質(zhì)波）：任何運(yùn)動(dòng)的實(shí)物粒子都有一種波長(zhǎng)與之對(duì)應(yīng)：_h~~P8任何粒子都有一種頻率與之對(duì)應(yīng)：V和2、實(shí)物粒子（電子、質(zhì)子、中子、分子等）波動(dòng)性和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室里，用晶體做了電子束衍射（波的特性）實(shí)驗(yàn)，得到了電子束的衍射圖樣，從而證明了實(shí)物粒子也具有波動(dòng)性。（如圖）六、概率波：光波和物質(zhì)波都是概率波實(shí)驗(yàn)規(guī)律：用光和實(shí)物粒子做干涉實(shí)驗(yàn)，減小入射強(qiáng)度，讓光子或粒子一個(gè)一個(gè)地通過雙縫，照射時(shí)間較短時(shí)（入射光子或粒子數(shù)較少）得到甲圖的干涉圖樣（光子或粒子打到屏上的位置沒有規(guī)律，充分說明了粒子數(shù)少時(shí)易表現(xiàn)出粒子性）；當(dāng)照射時(shí)間逐漸增加，圖象由乙逐漸變成丙圖（出現(xiàn)了近波動(dòng)特征的明暗相間的條紋，充分說明了粒子數(shù)多時(shí)易表現(xiàn)出波動(dòng)性）說明：1、 并非所有光子或粒子只打到亮條紋處，也有打到暗紋處的，只是打到亮紋處的粒子概率較大——光波和實(shí)物波都是概率波。2、 光（或