1、高三2008年下學(xué)期高三物理 第十五章 量子論初步一、光電效應(yīng)制作：湯新文審定：陳國榮參與設(shè)計(jì)：戴紹南、宋鐵柱、何彥君劉建軍、姜建平、彭知文 考綱解讀內(nèi) 容要求說明99光電效應(yīng)，光子，愛因斯坦光電效應(yīng)方程 100光的波粒二象性，物質(zhì)波 I 一、光電效應(yīng)1.光電效應(yīng):在光(包括不可見光)照射下物體發(fā)射電子的現(xiàn)象叫做光電效應(yīng), 發(fā)射出來的電子叫光電子.夯實(shí)基礎(chǔ)2.光電效應(yīng)規(guī)律 每種金屬都有一個(gè)極限頻率0,入射光的頻率必須大于或等于這個(gè)極限頻率 0, 才能產(chǎn)生光電效應(yīng). 光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無關(guān),只隨入射光頻率的增大而增大. 光電效應(yīng)的發(fā)生幾乎是瞬時(shí)的,一般不超過10-9s. 當(dāng)入射光的

2、頻率大于極限頻率時(shí),光電流的強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度成正比.二. 光子說光是一份一份地不連續(xù)傳播的,每一份叫做一個(gè)光子,光子的能量跟它的頻率成正比,即E= h(普朗克常量h=6.6310-34Js).在光電效應(yīng)現(xiàn)象中,在金屬表面上的一個(gè)電子只能吸收一個(gè)光子.在光的照射下,電子吸收一個(gè)光子后,動(dòng)能迅速增大； 若0,電子迅速發(fā)射出去成為光電子,整個(gè)過程不超過10-9s.能力提升思考題1發(fā)散思考題1例22. 怎樣理解光的強(qiáng)度 光的強(qiáng)度是指單位時(shí)間內(nèi)在垂直于光的傳播方向上單位面積上通過的光的能量. 對(duì)同頻率的光來說,光的強(qiáng)度顯然由單位時(shí)間內(nèi)照到單位面積上的光子數(shù)決定. 光強(qiáng)度越大,同樣時(shí)間內(nèi)照到金屬上的光子

3、越多,逸出的光電子也越多. 對(duì)不同頻率的光來說.光子數(shù)相同時(shí),頻率高的能量大.發(fā)散思考題2愛因斯坦光電效應(yīng)方程 光電效應(yīng)中，金屬中的電子在飛出金屬表面時(shí)要克服原子核對(duì)它的吸引而做功. 使電子脫離某種金屬所做功的最小值，叫做這種金屬的逸出功.（1）逸出功：夯實(shí)基礎(chǔ)光電子的最大 初動(dòng)能 跟入射光子的能量hv 和逸出功W之間有下面的關(guān)系式： （2）愛因斯坦光電效應(yīng)方程思考題2例3例1發(fā)散思考題3三. 光的波粒二象性(1)光既有粒子性,又有波動(dòng)性,具有波粒二象性.個(gè)別光子表現(xiàn)為粒子性,大量光子表現(xiàn)為波動(dòng)性；頻率大的光子粒子性明顯,而頻率小的光子波動(dòng)性明顯,夯實(shí)基礎(chǔ)光的波動(dòng)性和粒子性是統(tǒng)一在同一客體即光

4、子上的.(2)光波是一種概率波,光的干涉、衍射現(xiàn)象等是大量光子的運(yùn)動(dòng)遵守波運(yùn)動(dòng)規(guī)律的表現(xiàn).亮條紋是光子到達(dá)概率大的地方,暗條紋是光子到達(dá)概率小的地方. 如何理解光的粒子性和波動(dòng)性是一個(gè)有機(jī)的統(tǒng)一體(1)光子和電子、質(zhì)子等實(shí)物粒子一樣,具有能量和動(dòng)量,和其他物質(zhì)相互作用時(shí),粒子性起主導(dǎo)作用；在光的傳播過程中,光子在空間各點(diǎn)出現(xiàn)的可能性的大小(概率),由波動(dòng)性起主導(dǎo)作用,因此稱光波為概率波.能力提升(2)光子的能量與其對(duì)應(yīng)的頻率成正比,而頻率是波動(dòng)性特征的物理量,因此E=h揭示了光的粒子性和波動(dòng)性之間的密切聯(lián)系.四. 物質(zhì)波(1)波粒二象性是微觀世界的特殊規(guī)律,一切微觀粒子都存在波動(dòng)性,它的波長和動(dòng)量的關(guān)系是: 夯實(shí)基礎(chǔ)(2)宏觀物體也存在波動(dòng)性,只是波長太小而很難觀察到.實(shí)物粒子波又叫物質(zhì)波或德布羅意波.物質(zhì)波也是一種概率波.(3)牛頓力學(xué)的局限性:以牛頓定律為基礎(chǔ)的經(jīng)典力學(xué)只適用于解決宏觀物體的低速運(yùn)動(dòng)問題,不適用于解決微觀粒子