光的粒子性演示文稿

光的粒子性演示文稿當(dāng)前1頁(yè)，總共29頁(yè)。光的粒子性當(dāng)前2頁(yè)，總共29頁(yè)。定義：當(dāng)光(包括不可見光)的照射金屬表面時(shí)，金屬中有電子逸出的現(xiàn)象叫做光電效應(yīng)。逸出的電子叫做光電子一.光電效應(yīng)當(dāng)前3頁(yè)，總共29頁(yè)。二.光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律陽(yáng)極陰極(1)存在截止頻率及瞬時(shí)性當(dāng)入射光頻率>c

時(shí)，電子才能逸出金屬表面；當(dāng)入射光頻率<c時(shí)，無(wú)論光強(qiáng)多大也無(wú)電子逸出金屬表面。當(dāng)入射光頻率

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c時(shí)，無(wú)論光強(qiáng)多弱，光電子總是立刻發(fā)射出來(lái)。當(dāng)前4頁(yè)，總共29頁(yè)。一.光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律陽(yáng)極陰極（3）光電子的動(dòng)能與入射光的頻率關(guān)系實(shí)驗(yàn)表明：光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率成線性關(guān)系。當(dāng)前5頁(yè)，總共29頁(yè)。一.光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律陽(yáng)極陰極（2）存在飽和電流光照不變，增大UAK，G表中電流達(dá)到某一值后不再增大，即達(dá)到飽和值。實(shí)驗(yàn)表明：入射光越強(qiáng)，飽和電流越大，單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)越多。當(dāng)前6頁(yè)，總共29頁(yè)。光越強(qiáng)，逸出的電子數(shù)越多，光電流也就越大。不存在截止頻率二.經(jīng)典電磁學(xué)解釋光電效應(yīng)的疑難(1)存在截止頻率問題（3）存在飽和電流(2)瞬時(shí)性問題當(dāng)前7頁(yè)，總共29頁(yè)。1.光子：光本身就是由一個(gè)個(gè)不可分割的能量子組成的，頻率為ν的光的能量子為hν。這些能量子后來(lái)被稱為光子。愛因斯坦的光子說(shuō)三.愛因斯坦的光量子假設(shè)當(dāng)前8頁(yè)，總共29頁(yè)。2.愛因斯坦的光電效應(yīng)方程或——光電子最大初動(dòng)能

——金屬的逸出功

W0一個(gè)電子吸收一個(gè)光子的能量hν后，一部分能量用來(lái)克服金屬的逸出功W0，剩下的表現(xiàn)為逸出后電子的初動(dòng)能Ek，即：三.愛因斯坦的光量子假設(shè)當(dāng)前9頁(yè)，總共29頁(yè)。3.光子說(shuō)對(duì)光電效應(yīng)的解釋三.愛因斯坦的光量子假設(shè)(1)存在截止頻率及瞬時(shí)性陽(yáng)極陰極（2）存在飽和電流（3）光電子的動(dòng)能與入射光的頻率關(guān)系當(dāng)前10頁(yè)，總共29頁(yè)。

愛因斯坦光子假說(shuō)圓滿解釋了光電效應(yīng)，但當(dāng)時(shí)并未被物理學(xué)家們廣泛承認(rèn)，因?yàn)樗耆`背了光的波動(dòng)理論。4.光電效應(yīng)理論的驗(yàn)證

美國(guó)物理學(xué)家密立根，花了十年時(shí)間做了“光電效應(yīng)”實(shí)驗(yàn)，結(jié)果在1915年證實(shí)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。三.愛因斯坦的光量子假設(shè)當(dāng)前11頁(yè)，總共29頁(yè)。愛因斯坦由于對(duì)光電效應(yīng)的理論解釋和對(duì)理論物理學(xué)的貢獻(xiàn)獲得1921年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)密立根由于研究基本電荷和光電效應(yīng)，特別是通過著名的油滴實(shí)驗(yàn)，證明電荷有最小單位。獲得1923年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。當(dāng)前12頁(yè)，總共29頁(yè)。四.康普頓效應(yīng)當(dāng)前13頁(yè)，總共29頁(yè)。1.光的散射光在介質(zhì)中與物質(zhì)微粒相互作用,因而傳播方向發(fā)生改變,這種現(xiàn)象叫做光的散射2.康普頓效應(yīng)

1923年康普頓在做X射線通過物質(zhì)散射的實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)散射線中除有與入射線波長(zhǎng)相同的射線外，還有比入射線波長(zhǎng)更長(zhǎng)的射線，其波長(zhǎng)的改變量與散射角有關(guān)，而與入射線波長(zhǎng)和散射物質(zhì)都無(wú)關(guān)。四.康普頓效應(yīng)當(dāng)前14頁(yè)，總共29頁(yè)。1.經(jīng)典電磁理論在解釋康普頓效應(yīng)時(shí)遇到的困難五.經(jīng)典電磁學(xué)解釋康普頓效應(yīng)的疑難①頻率改變問題；②波長(zhǎng)改變和散射角關(guān)系。當(dāng)前15頁(yè)，總共29頁(yè)。2.光子理論對(duì)康普頓效應(yīng)的解釋①若光子和外層電子相碰撞，光子有一部分能量傳給電子，散射光子的能量減少，于是散射光的波長(zhǎng)大于入射光的波長(zhǎng)。

②若光子和束縛很緊的內(nèi)層電子相碰撞，光子將與整個(gè)原子交換能量，由于光子質(zhì)量遠(yuǎn)小于原子質(zhì)量，根據(jù)碰撞理論，碰撞前后光子能量幾乎不變，波長(zhǎng)不變。

③因?yàn)榕鲎仓薪粨Q的能量和碰撞的角度有關(guān)，所以波長(zhǎng)改變和散射角有關(guān)。五.經(jīng)典電磁學(xué)解釋康普頓效應(yīng)的疑難當(dāng)前16頁(yè)，總共29頁(yè)。1.有力地支持了愛因斯坦“光量子”假設(shè)；2.首次在實(shí)驗(yàn)上證實(shí)了“光子具有動(dòng)量”的假設(shè)；3.證實(shí)了在微觀世界的單個(gè)碰撞事件中，動(dòng)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(fēng)順的，在他早期的幾篇論文中，一直認(rèn)為散射光頻率的改變是由于“混進(jìn)來(lái)了某種熒光輻射”；在計(jì)算中起先只考慮能量守恒，后來(lái)才認(rèn)識(shí)到還要用動(dòng)量守恒?？灯疹D于1927年獲諾貝爾物理獎(jiǎng)。六.康普頓散射實(shí)驗(yàn)的意義當(dāng)前17頁(yè)，總共29頁(yè)。動(dòng)量、能量是描述粒子的,頻率、波長(zhǎng)則是用來(lái)描述波的能量——光電效應(yīng)；動(dòng)量——康普頓效應(yīng)七.光的波粒二象性當(dāng)前18頁(yè)，總共29頁(yè)。減弱光源，直到只剩下一個(gè)光子圖4-3-3光的雙縫干涉當(dāng)前19頁(yè)，總共29頁(yè)。短長(zhǎng)曝光時(shí)間結(jié)論1、圖片呈現(xiàn)雜亂無(wú)章的幾個(gè)亮點(diǎn)清晰的顯示了光的粒子性．2、亮點(diǎn)在感光片上形成模糊的亮紋，形成了干涉條紋。說(shuō)明了波動(dòng)性是每一個(gè)光子的屬性。并且每一次光子落在亮條紋的概率大，落在暗條紋處的概率小?！馐且环N概率波當(dāng)前20頁(yè)，總共29頁(yè)。1672牛頓微粒說(shuō)T/年惠更斯波動(dòng)說(shuō)1690麥克斯韋電磁說(shuō)18641905愛因斯坦光子說(shuō)波動(dòng)性粒子性1801托馬斯·楊雙縫干涉實(shí)驗(yàn)1814菲涅耳衍射實(shí)驗(yàn)赫茲電磁波實(shí)驗(yàn)1888赫茲發(fā)現(xiàn)光電效應(yīng)牛頓微粒說(shuō)占主導(dǎo)地位波動(dòng)說(shuō)漸成真理……….光的本性當(dāng)前21頁(yè)，總共29頁(yè)。（3）光子說(shuō)對(duì)光電效應(yīng)的解釋（2）愛因斯坦的光電效應(yīng)方程二、愛因斯坦的光電效應(yīng)方程（1）光子：一、光電效應(yīng)三、康普頓效應(yīng)四、波粒二象性（1）少量光子表現(xiàn)為粒子性（2）大量光子表現(xiàn)為波動(dòng)性當(dāng)前22頁(yè)，總共29頁(yè)。1.在演示光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，原來(lái)不帶電的一塊鋅板與靈敏驗(yàn)電器相連，用弧光燈照射鋅板時(shí)，驗(yàn)電器的指針就張開一個(gè)角度，如圖所示，這時(shí)()A.鋅板帶正電，指針帶負(fù)電B.鋅板帶正電，指針帶正電C.鋅板帶負(fù)電，指針帶正電D.鋅板帶負(fù)電，指針帶負(fù)電練習(xí)當(dāng)前23頁(yè)，總共29頁(yè)。2.一束黃光照射某金屬表面時(shí)，不能產(chǎn)生光電效應(yīng)，則下列措施中可能使該金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的是()A.延長(zhǎng)光照時(shí)間B.增大光束的強(qiáng)度C.換用紅光照射D.換用紫光照射練習(xí)當(dāng)前24頁(yè)，總共29頁(yè)。3.能引起人的視覺感應(yīng)的最小能量為10-18J，已知可見光的平均波長(zhǎng)約為0.6m，則進(jìn)入人眼的光子數(shù)至少為

個(gè)，恰能引起人眼的感覺.練習(xí)當(dāng)前25頁(yè)，總共29頁(yè)。4.關(guān)于光電效應(yīng)下述說(shuō)法中正確的是()A.光電子的最大初動(dòng)能隨著入射光的強(qiáng)度增大而增大B.只要入射光的強(qiáng)度足夠強(qiáng)，照射時(shí)間足夠長(zhǎng)，就一定能產(chǎn)生光電效應(yīng)C.在光電效應(yīng)中，飽和光電流的大小與入射光的頻率無(wú)關(guān)D.任何一種金屬都有一個(gè)極限頻率，低于這個(gè)頻率的光不能發(fā)生光電效應(yīng)練習(xí)當(dāng)前26頁(yè)，總共29頁(yè)。練習(xí)6、在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中 （1）如果入射光強(qiáng)度