1、物理問題：1888年，霍爾瓦克斯發(fā)現(xiàn)帶負電的金屬板在紫外線照射下會放電。將近10年后，湯姆森在1897年發(fā)現(xiàn)了電子。這時，人們意識到它們是從金屬表面發(fā)射出來的電子。后來，這些電子被稱為光電子，相應的效應被稱為光電效應。當人們解釋光的完美理論(光漲落，電磁理論)時會發(fā)生什么？光電效應光子，第2節(jié)(2課時)，第1課，問題1:回顧以前的研究，總結(jié)人類對光的本質(zhì)理解的發(fā)展過程？用弧光燈照射拋光后的鋅板，(注意用電線連接不帶電荷的驗電器)，這樣當驗電器的張角增加到30度左右時，再用擦絲的玻璃棒接近鋅板，驗電器的指針張角會變大。1.光電效應，表明鋅板在射線照射下失去電子并帶正電。定義：物體在光(包括不可見

2、光)照射下發(fā)射電子的現(xiàn)象稱為光電效應。發(fā)射的電子被稱為光電子。1.什么是光電效應？當光線照射在金屬表面時，有電子從金屬中逃逸出來，這就是所謂的光電效應。逸出的電子被稱為光電子。應時窗口，當光線通過應時窗口照射在陰極上時，電子逃逸-光電子。光電子在電場的作用下形成光電流。2。光電效應實驗規(guī)則，1。光電效應實驗，如果反轉(zhuǎn)開關(guān)，電場反轉(zhuǎn)，光電子在離開陰極后會受到反向電場的阻礙。當在鉀和鋁之間施加反向電壓時，光電子與電場力相反。當電壓達到某個值Uc時，光電流僅為0。Uc被稱為停止電壓。抑制電壓，I，Uc，O，U，弱光強度，光電效應伏安特性曲線，光電效應實驗裝置，抑制電壓，I，I，s，U，a，O，U，強

3、光強度，弱光強度，光電效應伏安特性截止頻率c為極限頻率，每種金屬材料都有一個確定的截止頻率c。當入射光的頻率為c時，電子可以從金屬表面逃逸；當入射光頻率為c時，無論光強有多強，都沒有電子從金屬表面逸出。光電效應是瞬間的。從光照射到光電逃逸需要10-9秒。經(jīng)典理論不能解釋光電效應的實驗結(jié)果。根據(jù)經(jīng)典電磁理論，入射光強度越大，光波電場強度的振幅越大，作用在金屬中電子上的力越大，光電子逸出的能量越大。也就是說，光電子的能量應該隨著光強的增加而增加，而不應該與入射光的頻率有關(guān)，更不要說有任何截止頻率了。光電效應實驗表明，飽和電流不僅與光強有關(guān)，還與頻率有關(guān)，光電子的初始動能也與頻率有關(guān)。只要頻率高于極

4、限頻率，即使光強很弱也有光電流；當頻率低于極限頻率時，無論光強有多強，都沒有光電流。光電效應是瞬時的。經(jīng)典理論認為光能分布在波面上，吸收能量需要時間，即需要能量的積累過程。為了解釋光電效應，愛因斯坦在能量假說的基礎(chǔ)上提出了光子理論和光量子假說。愛因斯坦的光量子假說1。內(nèi)容：光不僅在發(fā)射和吸收時以能量為h的粒子形式出現(xiàn)，而且在空間傳播時也是如此。也就是說，具有頻率的光是由大量能量為h的光子組成的粒子流，這些光子以光速c沿著光的傳播方向運動。在光電效應中，金屬中的電子吸收光子的能量，其中一部分被電子功函數(shù)A消耗，另一部分在光電子逃逸后成為動能Ek。從能量守恒，我們可以得到：2。愛因斯坦光電效應方程

5、；3.從方程可以看出，光電子的初始動能與照射光的頻率成線性關(guān)系；4.從光電效應方程出發(fā)，當初始動能為零時，可以得到極限頻率；愛因斯坦對光電效應的解釋：1 .光線很強，釋放出許多光子和光電子，所以光電流也很大。2.只要電子吸收一個光子，它們就能從金屬表面逃逸，所以不需要積累時間。愛因斯坦的光子假說成功地解釋了光電效應的實驗規(guī)律，并獲得了1921年的諾貝爾物理學獎。愛因斯坦的光子假說成功地解釋了光電效應，但當時并沒有被物理學家廣泛認可，因為它完全違背了光的波動理論。光電效應理論的驗證美國物理學家密立根花了十年時間做光電效應實驗。這個結(jié)果證實了1915年的愛因斯坦方程。H值與理論值完全一致，這再次證

6、明了“光量子”理論的正確性。愛因斯坦因其對光電效應的理論解釋和對理論物理學的貢獻而獲得1921年諾貝爾物理學獎。密立根通過研究基本電荷和光電效應，特別是通過著名的油滴實驗，證明了電荷具有最小的單位。1923年獲得諾貝爾物理學獎?？捎糜谧詣涌刂啤⒆詣佑嫈?shù)、自動報警、自動跟蹤等。4.光電效應在現(xiàn)代技術(shù)中的應用。光控繼電器可將弱光和光電流以高靈敏度放大105，108倍，用于工程、天文、科學研究和軍事。2。光電倍增管，應使用光電管、燈、電源、電流計、I、A、K、康普頓效應，第2、1課。光散射、介質(zhì)中的光和物質(zhì)粒子發(fā)現(xiàn)不僅有與入射光線波長相同的光線，還有比入射光線波長更長的光線。波長的變化與散射角有關(guān)，

7、但與入射光線波長和散射物質(zhì)無關(guān)。1.康普頓散射的實驗裝置和定律：晶體，光闌，探測器，0，散射波長。康普頓正在測量晶體對x射線的散射。根據(jù)經(jīng)典電磁理論，如果入射的x射線是某一波長的電磁波，散射光的波長就不會改變！康普頓散射曲線的特征如下：1 .除了原來的波長0，新的散射波長向長波方向移動。新波長隨著散射角的增加而增加。散射中的0現(xiàn)象稱為康普頓散射。這種波長偏移被稱為電子的康普頓波長。康普頓效應只有在入射波長0與碳相當時才顯著，因此康普頓散射只能用x光觀察，而不能用可見光觀察。波長偏移僅與散射角有關(guān)，而與散射材料的種類和入射x光的波長無關(guān)，c=0.0241=2.4110-3納米(實驗值)。經(jīng)典電磁

8、理論在解釋康普頓效應時不能解釋波長變化與散射角的關(guān)系。入射光頻率應等于入射光頻率。它的頻率等于入射光的頻率，因此當它散射并穿過物質(zhì)時，物質(zhì)中的帶電粒子將被迫振動。1.根據(jù)經(jīng)典電磁波理論，當電磁波通過時，光子理論解釋康普頓效應，康普頓效應是光子和電子之間的彈性碰撞，具有幾乎恒定的子能量和恒定的波長。小于原子質(zhì)量。根據(jù)碰撞理論，在碰撞前后，光和光子將與整個原子交換能量。因為光子質(zhì)量很遠。如果光子與緊密結(jié)合的內(nèi)部電子碰撞，散射光的波長大于入射光的波長。部分能量傳遞給電子，散射光子的能量減少。1.如果光子與外層電子碰撞，光子就有一個。結(jié)果解釋如下：3 .因為碰撞中交換的能量與碰撞角有關(guān)，所以波長變化與散射角有關(guān)。用光子理論解釋康普頓效應，以及康普頓散射實驗的意義，(1)強烈支持愛因斯坦的“光量子”假說；(2)光子具有動量的假設(shè)首次被實驗證明。(3)證明了動量和能量守恒定律在微觀世界的單次碰撞事件中仍然有效。康普頓的成功并不順利。在他早期的論文中，他總是認為散射光頻率的變化是由于“混合了某種熒光輻射”；在計算中，首先只考慮能量守恒，然后才意識到需要動量守恒。康普頓獲得了1927年的諾貝爾物理學獎?？灯疹D，1927年獲得諾貝爾物理學獎，(1892-1962)，美國物理學家。在1