4.2課時(shí)2波粒二象性人教版選擇性必修第三冊(cè)同步課件1.理解愛(ài)因斯坦的光子說(shuō)以及對(duì)光電效應(yīng)的解釋，會(huì)用光電效應(yīng)方程解決一些簡(jiǎn)單問(wèn)題；2.了解康普頓效應(yīng)及其意義，知道光子的動(dòng)量；3.知道光的波粒二象性。知識(shí)點(diǎn)一：愛(ài)因斯坦的光電效應(yīng)理論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。2.愛(ài)因斯坦的光電效應(yīng)方程或——光電子最大初動(dòng)能一個(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：

——金屬的逸出功

①

Ek=hν－W0表明：只有當(dāng)hν>W0時(shí)，光電子才可以從金屬中逸出，

νc=W0/h

就是金屬的截止頻率。3.對(duì)光電效應(yīng)的解釋②

Ek=hν－W0表明：光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率有關(guān)，而與光的強(qiáng)弱無(wú)關(guān)，這就解釋了遏止電壓和光強(qiáng)無(wú)關(guān)。③電子一次性吸收光子的全部能量，不需要積累能量的時(shí)間，所以光電流幾乎是瞬時(shí)產(chǎn)生的。④對(duì)于同頻率的光，光較強(qiáng)時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)照射到金屬表面的光子數(shù)較多，照射金屬時(shí)產(chǎn)生的光電子較多，因而飽和電流較大。4.對(duì)光電效應(yīng)方程的檢驗(yàn)根據(jù)光電效應(yīng)方程可得：對(duì)于確定的金屬，其逸出功是確定的，Uc與光的頻率v之間是線性關(guān)系。1907年起，美國(guó)物理學(xué)家密立根開始以精湛的實(shí)驗(yàn)技術(shù)測(cè)量光電效應(yīng)中幾個(gè)重要的物理量，1916年，他的實(shí)驗(yàn)結(jié)果完全肯定了愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程?！緪?ài)因斯坦由于提出了光電效應(yīng)理論而獲得1921年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)】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。在地球上存在著大氣，太陽(yáng)光經(jīng)大氣中微粒散射后傳向各個(gè)方向，所以在地球看白天的天空各處都是亮的。而宇宙幾乎是真空的，在廣闊的宇宙空間中幾乎沒(méi)有物質(zhì)，光不再散射只向前傳播，所以宇宙中的“天”才是黑的。知識(shí)點(diǎn)二：康普頓效應(yīng)和光子動(dòng)量康普頓散射的實(shí)驗(yàn)裝置晶體光闌X

射線管探測(cè)器X

射線譜儀

石墨體(散射物質(zhì))j

0散射波長(zhǎng)

2.康普頓效應(yīng)

1923年康普頓在做X射線通過(guò)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)。這種波長(zhǎng)改變的散射稱為康普頓效應(yīng)。

經(jīng)典理論無(wú)法解釋康普頓效應(yīng)

經(jīng)典理論認(rèn)為：物質(zhì)中的電子會(huì)隨入射光以相同的頻率振動(dòng)，并向外輻射，即散射光的頻率與入射光頻率相等。而無(wú)法解釋有Δλ存在的實(shí)驗(yàn)規(guī)律。3.康普頓效應(yīng)的解釋光子的動(dòng)量：

4.康普頓效應(yīng)的意義：康普頓效應(yīng)表明光子不僅具有能量而且具有動(dòng)量?？灯疹D效應(yīng)進(jìn)一步揭示了光的粒子性，也再次證明了愛(ài)因斯坦光子說(shuō)的正確性。5.光電效應(yīng)與康普頓效應(yīng)的對(duì)比（1）光電效應(yīng)與康普頓效應(yīng)都說(shuō)明了光具有粒子性。（2）波長(zhǎng)較短的X射線或γ射線產(chǎn)生康普頓效應(yīng)，波長(zhǎng)較長(zhǎng)的可見(jiàn)光或紫外光產(chǎn)生光電效應(yīng)。大量事實(shí)說(shuō)明：光是一種波，同時(shí)也是一種粒子，光具有波粒二象性。粒子性波動(dòng)性（具有能量E）（具有頻率f）（具有動(dòng)量）hh架起了粒子性與波動(dòng)性之間的橋梁（具有波長(zhǎng)）知識(shí)點(diǎn)三：光的波粒二象性波粒二象性波長(zhǎng)較長(zhǎng)時(shí)，表現(xiàn)出波動(dòng)性波長(zhǎng)較短時(shí)，表現(xiàn)出粒子性與物體相互作用時(shí)，表現(xiàn)出粒子性光的粒子性和波動(dòng)性是在不同條件下的表現(xiàn)

A2.康普頓效應(yīng)證實(shí)了光子不僅具有能量，也有動(dòng)量。如圖給出了光子與靜止電子碰撞后，電子的運(yùn)動(dòng)方向，則碰后光子(

)A.可能沿1方向，且波長(zhǎng)變短B.可能沿2方向，且波長(zhǎng)變短C.可能沿1方向，且波長(zhǎng)變長(zhǎng)D.可能沿3方向，且波長(zhǎng)變長(zhǎng)C3.關(guān)于光的波粒二象性，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)A.光的頻率越高，光子的能量越大，粒子性越顯著B.光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)，光的能量越小，波動(dòng)性越顯著C.頻率高的光子不具有波動(dòng)性，波長(zhǎng)較長(zhǎng)的光子不具有粒子性D.個(gè)別光子產(chǎn)生的效果往往顯示粒子性，大量光子產(chǎn)生的效果往往顯示波動(dòng)性

C康普頓效應(yīng)和光子的動(dòng)量光電效應(yīng)愛(ài)因