一、光電效應(yīng)現(xiàn)象1、光電效應(yīng)：光電效應(yīng)：物體在光〔包括不行見光〕的照耀下放射電子的現(xiàn)象稱為光電效應(yīng)。2、光電效應(yīng)的爭(zhēng)論結(jié)論：①任何一種金屬，都有一個(gè)極限頻率，．，才能產(chǎn)生光電效應(yīng)；低于這個(gè)頻率的光不能產(chǎn)生光電效應(yīng)。②．，只隨著入射光頻率的而。留意：從金屬出來(lái)的電子速度會(huì)有差異，這里說(shuō)的是從金屬外表直出來(lái)的光電子。③入射光照到金屬上時(shí)，．，一般不超過(guò)10-9s；④當(dāng)入射光的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。3子，陰極發(fā)出的電子被陽(yáng)極收集，在回路中形成電流，稱為光電流。留意：①光電管兩極加上正向電壓，可以增加光電流。②光電流的大小跟入射光的強(qiáng)度和正向電壓有關(guān)，與入射光的頻率無(wú)關(guān)。入射光的強(qiáng)度越大，光電流越大。③遏止電壓U。回路中的0U

1滿足：mv2 eU

，光電流將會(huì)減小到零，所以遏止電壓與入射光的頻率有關(guān)。4、波動(dòng)理論無(wú)法解釋的現(xiàn)象：

0 2 max 0電效應(yīng)，實(shí)際上假設(shè)光的頻率小于金屬的極限頻率，無(wú)論光強(qiáng)多大，都不能產(chǎn)生光電效應(yīng)。實(shí)際上光電子的最大初始動(dòng)能與光強(qiáng)無(wú)關(guān)，與頻率有關(guān)。實(shí)際上無(wú)論光入射的強(qiáng)度怎樣微弱，幾乎在開頭照耀的一瞬間就產(chǎn)生了光電子.二、光子說(shuō)1、普朗克常量續(xù)的，只能是hvhv稱為一個(gè)能量量子。即能量是一份一份的。其中vh是一個(gè)常量，稱為普朗克常量。2、光子說(shuō)在空間中傳播的光的能量不是連續(xù)的，而是一份一份的，每一份叫做一個(gè)光子，光子的能量ε跟光的頻率ν成正比。hvh是普朗克常量，v。三、光電效應(yīng)方程1、逸出功W:電子脫離金屬離子束縛，逸出金屬外表抑制離子引力做的功。02、光電效應(yīng)方程：假設(shè)入射光子的能量hv大于逸出功W，那么有些光電子在脫離金屬外表0hv等于出射光子的最大初動(dòng)能與逸出功之和，即1hv mv2

1其中 mv2

是指出射光子的最大初動(dòng)能。2 max 0 2 max3①極限頻率：金屬內(nèi)部的電子一般一次只能吸取一個(gè)光子的能量，只有入射光子的能量hv大W于或者等于逸出功W0

即：v 0時(shí)，電子才有可能逸出，這就是光電效應(yīng)存在極限頻率的緣由。h第1頁(yè)②遏制電壓：由hv

1mv2

1W和mv2

eU

hveU

W，所以遏制電壓只與入射2 max 0 2 max 0 0 0四、康普頓效應(yīng)〔說(shuō)明光子具有動(dòng)量〕1、康普頓效應(yīng)：用X射線照耀物體時(shí)，一局部散射出來(lái)的X射線的波長(zhǎng)會(huì)變長(zhǎng)，這個(gè)現(xiàn)象叫康普頓效應(yīng)?？灯疹D效應(yīng)是驗(yàn)證光的波粒二象性的重要試驗(yàn)之一。2、康普頓效應(yīng)的意義：證明白愛因斯坦光子假說(shuō)的正確性，提示了光子不僅具有能量，還具有動(dòng)量。光子的動(dòng)量為ph3、現(xiàn)象解釋：碰撞前后光子與電子總能量守恒，總動(dòng)量也守恒。碰撞前，電子可近似視為靜XXλ變長(zhǎng)。．少量的光子表現(xiàn)出粒子性，大量光子運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)為波動(dòng)性；光在傳播時(shí)顯示波動(dòng)性，與物質(zhì)發(fā)生作用時(shí)，往往顯示粒子性；頻率小波長(zhǎng)大的波動(dòng)性顯著，頻率大波長(zhǎng)小的粒子性顯著。2、光子的能量E=hν，光子的動(dòng)量p=h/λ表示式也可以看出，光的波動(dòng)性和粒子性并不沖突：表示粒子性的粒子能量和動(dòng)量的計(jì)算式中都含有表示波的特征的物理量——頻率ν和波長(zhǎng)λ。由c=λν還可以得出：E=pc。3德布羅意波)：1924年德布羅意〔法〕提出，實(shí)物粒子和光子一樣具有波動(dòng)性，任何一個(gè)著的物體都有一種與之對(duì)應(yīng)的波，波長(zhǎng)λ=h/p，這種波叫物質(zhì)波，也叫德布羅意波。的概率低。干預(yù)條紋是光子落在感光片上各點(diǎn)的概率分布的反映。留意：亮紋是光子落的概率大，暗紋是概率小，不是光子照不到。疏一些。爭(zhēng)論微觀粒子的運(yùn)動(dòng)，軌道的概念毫無(wú)意義。h6微觀粒子的坐標(biāo)和動(dòng)量不能同時(shí)完全準(zhǔn)確地確定。假設(shè)用x表示微觀粒子位h置的不確定性，用p表示微觀粒子在x方向上動(dòng)量的不確定性，則有xp 。緣由是由于4微觀粒子具有波動(dòng)性。(1)由不確定性關(guān)系可知，坐標(biāo)和動(dòng)量，其中一個(gè)測(cè)量得越準(zhǔn)確，另外一個(gè)的不確定性就越大。不能通過(guò)確定的軌道來(lái)描述，只能通過(guò)概率波做統(tǒng)計(jì)性的描述。不確定性關(guān)系對(duì)宏觀物體沒有意義。㈠①頻率高波長(zhǎng)短，粒子性明顯 ②頻率低波長(zhǎng)長(zhǎng)，波動(dòng)性明顯㈡①傳播時(shí)，波動(dòng)性明顯 ②光的產(chǎn)生，與其他物質(zhì)作用，粒子性明顯㈢①個(gè)別時(shí)，粒子性明顯 ②大量時(shí)，波動(dòng)性明顯例題講解例1：用如以以下圖的裝置爭(zhēng)論光電效應(yīng)現(xiàn)象,當(dāng)用光子能量為2.5eV的光照耀到光電管上時(shí)，電流表G的讀數(shù)為0.2mA。移動(dòng)變阻器的觸點(diǎn)c，當(dāng)電壓表的示數(shù)0.7V第2頁(yè)A．光電管陰極的逸出功為1.8eV；C．0.7eV；G2：關(guān)于不確定關(guān)系，以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是：C．由于不確定關(guān)系，所以測(cè)量粒子的位置已經(jīng)沒有意義了；例3：鈉發(fā)生光電效應(yīng)的極限波長(zhǎng)為λ極的光電管．求：W0

0為使光電管中的光電流為零，在光電管上所加反向電壓至少多大？針對(duì)練習(xí)以下關(guān)于光的波粒二象性的說(shuō)法中，正確的選項(xiàng)是( A．有的光是波，有的光是粒子B．光子與電子是同樣的一種粒子D．大量光子產(chǎn)生的效果往往顯示粒子性在做雙縫干預(yù)試驗(yàn)時(shí)，在觀看屏的某處是亮紋，則對(duì)光子到達(dá)觀看屏的位置，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是( )C．該光子可能到達(dá)觀看屏的任意位置D．以上說(shuō)法均不正確對(duì)光的生疏，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是( )A．個(gè)別光子的行為表現(xiàn)為粒子性，大量光子的行為表現(xiàn)為波動(dòng)性B．光的波動(dòng)性是光子本身的一種屬性，不是光子之間的相互作用引起的C．光表現(xiàn)出波動(dòng)性時(shí)，就不具有粒子性了，光表現(xiàn)出粒子性時(shí)，就不具有波動(dòng)性了粒子性表現(xiàn)明顯．電路中全部元件完好，光照耀到光電管上，靈敏電流計(jì)中沒有電流通過(guò)，其緣由可能是( )入射光太弱 B．入射光波長(zhǎng)太長(zhǎng)C．光照時(shí)間太短 D．電源正負(fù)極接反頻率為ν 的光照耀某種金屬材料，產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能為E，假設(shè)以頻率為2ν 的光照耀k同一金屬材料，則光電子的最大初動(dòng)能是( )2Ek

kk kU)，該粒子的德布羅意波長(zhǎng)為( )第3頁(yè)h2mqUh2mqU

hmqUh2C.mqU2

2hmqU2mqU D.hmqUABII,A B且I<I,則以下關(guān)系正確的選項(xiàng)是( )A B照耀光的波長(zhǎng)λ >λ B.照耀光的光子能量E<EA B A BC.N<N

D.照耀光的頻率γ <γA B A Bc頻率為ν 的光子，具有的能量為hν、動(dòng)量為hν.將這個(gè)光子打在處于靜止?fàn)顟B(tài)的電子上，c光子將偏離原運(yùn)動(dòng)方向，這種現(xiàn)象稱光子的散射．以下關(guān)于光子散射說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是( A．光子轉(zhuǎn)變?cè)瓉?lái)的運(yùn)動(dòng)方向，且傳播速度變小B．光子由于在與電子碰撞中獲得能量，因而頻率增大C．由于受到電子碰撞，散射后的光子波長(zhǎng)小于入射光子的波長(zhǎng)D．由于受到電子碰撞，散射后的光子頻率小于入射光子的頻率時(shí)功率很大,設(shè)P表示激光功率,λ表示激光波長(zhǎng),則激光器每秒射出的光子數(shù)( )P hP Pchc

C

h

Pλhc三種不同的金屬abc外表,均恰可使金屬逸出光電子,假設(shè)入射光的波長(zhǎng)λ >λ >λ ,則( )A B CAbc,金屬b、cA、Bc,金屬cCab,金屬a、bBCa,均可使金屬aλ( )

的光照到陰極K時(shí)，電路中有光電流，則0

(λ 1 1(λ 2 2

)的光照耀陰極K時(shí)，電路確定沒有光電流0)的光照耀陰極K時(shí)，電路中光電流確定增大0假設(shè)將變阻器滑動(dòng)頭P從圖示位置向右滑一些，仍用波長(zhǎng)λ定增大

的光照耀，則電路中光電流一0假設(shè)將變阻器滑動(dòng)頭P從圖示位置向左滑過(guò)中心O光電流人類對(duì)光的本性生疏的過(guò)程中先后進(jìn)展了一系列試驗(yàn)，如以以下圖的四個(gè)示意圖所示表示的試驗(yàn)?zāi)苷f(shuō)明光具有波動(dòng)性的是( )第4頁(yè)用波長(zhǎng)為1

EK1

；用波長(zhǎng)為的單1EK2

EK1

E ，則K2 1

〔填或〕2MeV，20%，則反沖電子的動(dòng)能為MeV。二氧化碳能猛烈吸取紅外長(zhǎng)波輻射，這種長(zhǎng)波輻射的波長(zhǎng)范圍是1.4×10－3～1.6×10－3m，相應(yīng)的頻率范圍是 ，相應(yīng)的光子能量的范圍是 ，“溫室效應(yīng)”使空氣全年的平均溫度上升空氣溫度上升，從微觀上看就是空氣中分子的 (普朗克恒量＝6.6×10－34J·s，＝3.0×108m/s，結(jié)果取兩位有效數(shù)字)4.2eV200nm光電子的最大初動(dòng)能是 (2)遏止電壓是 ；(3)鋁的極限頻率是 ．如以以下圖，一靜電計(jì)與鋅板相連，在A處用一紫光燈照耀鋅板，關(guān)燈后，指針保持確定偏角．現(xiàn)用一帶負(fù)電的金屬小球與鋅板接觸則靜電計(jì)指針偏角將 “增大”“減小”或“不變”)使靜電計(jì)指針回到零再用一樣強(qiáng)度的鈉燈發(fā)出的黃光照耀鋅板靜電計(jì)指針無(wú)偏轉(zhuǎn)那么假設(shè)改用強(qiáng)度更大的紅外線照耀鋅板可觀看到靜電計(jì)指針 ”或“無(wú)”)偏轉(zhuǎn)．如以以下圖為證明電子波存在的試驗(yàn)裝置，從F上漂出的熱電子可認(rèn)為初速度為零，所加加速＝14V＝0.91×10－30kg.KK后入射到薄的金膜上，1 2發(fā)生衍射，結(jié)果在照相底片上形成同心圓明暗條紋．試計(jì)算電子的德布羅意波長(zhǎng)．第5頁(yè)λ＝0.71。Brr＝1.88×10－4m·T，試求：(2)金屬的逸出功；(3)該電子的物質(zhì)波的波長(zhǎng)是多少？240g1.013m/s〔1〕〔2〕0.10m，利用關(guān)系xp，求其速率的不確定量。2科學(xué)家設(shè)想將來(lái)的宇航事業(yè)中利用太陽(yáng)帆來(lái)加速