章波粒二象性2、光電效應(yīng)與光的量子說3、光的波粒二象性2021/10/101定義：當(dāng)光(包括不可見光)的照射金屬表面時，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)2021/10/102二.光電效應(yīng)的實驗規(guī)律陽極陰極(1)存在截止頻率及瞬時性當(dāng)入射光頻率

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時，電子才能逸出金屬表面；當(dāng)入射光頻率

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c時，無論光強多大也無電子逸出金屬表面。當(dāng)入射光頻率

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c時，無論光強多弱，光電子總是立刻發(fā)射出來。2021/10/103一.光電效應(yīng)的實驗規(guī)律陽極陰極（3）光電子的動能與入射光的頻率關(guān)系實驗表明：光電子的最大初動能與入射光的頻率成線性關(guān)系。2021/10/104一.光電效應(yīng)的實驗規(guī)律陽極陰極（2）存在飽和電流光照不變，增大UAK，G表中電流達到某一值后不再增大，即達到飽和值。實驗表明：入射光越強，飽和電流越大，單位時間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)越多。2021/10/105光越強，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)瞬時性問題2021/10/1061.光子：光本身就是由一個個不可分割的能量子組成的，頻率為ν的光的能量子為hν。這些能量子后來被稱為光子。愛因斯坦的光子說三.愛因斯坦的光量子假設(shè)2021/10/1072.愛因斯坦的光電效應(yīng)方程或——光電子最大初動能

——金屬的逸出功

W0一個電子吸收一個光子的能量hν后，一部分能量用來克服金屬的逸出功W0，剩下的表現(xiàn)為逸出后電子的初動能Ek，即：三.愛因斯坦的光量子假設(shè)2021/10/1083.光子說對光電效應(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性陽極陰極（2）存在飽和電流（3）光電子的動能與入射光的頻率關(guān)系2021/10/109

愛因斯坦光子假說圓滿解釋了光電效應(yīng)，但當(dāng)時并未被物理學(xué)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(yīng)理論的驗證

美國物理學(xué)家密立根，花了十年時間做了“光電效應(yīng)”實驗，結(jié)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。三.愛因斯坦的光量子假設(shè)2021/10/1010愛因斯坦由于對光電效應(yīng)的理論解釋和對理論物理學(xué)的貢獻獲得1921年諾貝爾物理學(xué)獎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驗，證明電荷有最小單位。獲得1923年諾貝爾物理學(xué)獎。2021/10/1011四.康普頓效應(yīng)2021/10/10121.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)散射的實驗時，發(fā)現(xiàn)散射線中除有與入射線波長相同的射線外，還有比入射線波長更長的射線，其波長的改變量與散射角有關(guān)，而與入射線波長和散射物質(zhì)都無關(guān)。四.康普頓效應(yīng)2021/10/10131.經(jīng)典電磁理論在解釋康普頓效應(yīng)時遇到的困難五.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波長改變和散射角關(guān)系。2021/10/10142.光子理論對康普頓效應(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，于是散射光的波長大于入射光的波長。

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

③因為碰撞中交換的能量和碰撞的角度有關(guān)，所以波長改變和散射角有關(guān)。五.經(jīng)典電磁學(xué)解釋康普頓效應(yīng)的疑難2021/10/10151.有力地支持了愛因斯坦“光量子”假設(shè)；2.首次在實驗上證實了“光子具有動量”的假設(shè)；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(fēng)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?？灯疹D于1927年獲諾貝爾物理獎。六.康普頓散射實驗的意義2021/10/1016動量、能量是描述粒子的,頻率、波長則是用來描述波的能量——光電效應(yīng)；動量——康普頓效應(yīng)七.光的波粒二象性2021/10/1017減弱光源，直到只剩下一個光子圖4-3-3光的雙縫干涉2021/10/1018短長曝光時間結(jié)論1、圖片呈現(xiàn)雜亂無章的幾個亮點清晰的顯示了光的粒子性．2、亮點在感光片上形成模糊的亮紋，形成了干涉條紋。說明了波動性是每一個光子的屬性。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2021/10/10191672牛頓微粒說T/年惠更斯波動說1690麥克斯韋電磁說18641905愛因斯坦光子說波動性粒子性1801托馬斯·楊雙縫干涉實驗1814菲涅耳衍射實驗赫茲電磁波實驗1888赫茲發(fā)現(xiàn)光電效應(yīng)牛頓微粒說占主導(dǎo)地位波動說漸成真理……….光的本性2021/10/1020（3）光子說對光電效應(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)為波動性2021/10/10211.在演示光電效應(yīng)的實驗中，原來不帶電的一塊鋅板與靈敏驗電器相連，用弧光燈照射鋅板時，驗電器的指針就張開一個角度，如圖所示，這時()A.鋅板帶正電，指針帶負電B.鋅板帶正電，指針帶正電C.鋅板帶負電，指針帶正電D.鋅板帶負電，指針帶負電練習(xí)2021/10/10222.一束黃光照射某金屬表面時，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.延長光照時間B.增大光束的強度C.換用紅光照射D.換用紫光照射練習(xí)2021/10/10233.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約為0.6m，則進入人眼的光子數(shù)至少為

個，恰能引起人眼的感覺.練習(xí)2021/10/10244.關(guān)于光電效應(yīng)下述說法中正確的是()A.光電子的最大初動能隨著入射光的強度增大而增大B.只要入射光的強度足夠強，照射時間足夠長，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關(guān)D.任何一種金屬都有一個極限頻率，低于這個頻率的光不能發(fā)生光電效應(yīng)練習(xí)2021/10/1025練習(xí)6、在光電效應(yīng)實驗中 （1）如果入射光強度增加，將產(chǎn)生什么結(jié)果？（2）如果入射光頻率增加，將產(chǎn)生什么結(jié)果？7、用波長為λ的單色光照射某金屬逸出光電子的最大初動能為用波長為2λ的單色光照射該金屬逸出電子的最大初動能的n倍,則能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)的最大波長是多少?2021/10/10262021/10/10272021/10/10289、波長為λ＝0.17μm的紫外線照射至金屬筒上能使其發(fā)射光電子，光電子在磁感強度為B的勻強磁場中，做最大半徑為r的勻速圓周運動時，已知r·B=5.6×10-6T·m，光電子質(zhì)量m=9.1×10-31Kg，電量e=1.6×10-19C，求：

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