光的粒子性ppt课件

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人教版高中物理选修3-5课件:17-2光的粒子性 (共70张PPT)

人教版高中物理选修3-5课件:17-2光的粒子性 (共70张PPT)

光电子多
,因而饱和电流大,所以饱和电流与光强成 正 比.
三、康普顿效应和光子的动量 1.光的散射 光在介质中与物体微粒的相互作用,使光的传播方向
发生改变 的现象.
2.康普顿效应 在光的散射中,除了与入射波长相同的成分外,还有波 长 更长 的成分.
3.康普顿效应的意义 康普顿效应表明光子除了具有能量之外,还具有动量, 深入揭示了光的 粒子 性的一面. 4.光子的动量 根据爱因斯坦狭义相对论中的质能方程 E=mc2 和光子 说 ε=hν,每个光子的质量是 hν 光子的动量是 p= c 或
3.光子的能量与入射光的强度:光子的能量即每个光子的 能量,其值为E=hν(ν为光子的频率),其大小由光的频率决 定.入射光的强度指单位时间内照射到金属表面单位面积上的 总能量,入射光的强度等于单位时间内光子能量与入射光子数 的乘积.
4.光电流和饱和光电流:金属板飞出的光电子到达阳极, 回路中便产生光电流,随着所加正向电压的增大,光电流趋于 一个饱和值,这个饱和值是饱和光电流,在一定的光照条件 下,饱和光电流与所加电压大小无关. 5.光的强度与饱和光电流:饱和光电流与入射光强度成正 比的规律是对频率相同的光照射金属产生光电效应而言的,对 于不同频率的光,由于每个光子的能量不同,饱和光电流与入 射光强度之间没有简单的正比关系.
要 点 导 学
要点一 正确理解光电效应中的五组概念
1.光子与光电子:光子指光在空间传播时的每一份能量,光 子不带电,光电子是金属表面受到光照射时发射出来的电子, 其本质是电子,光子是光电效应的因,光电子是果.
2.光电子的动能与光电子的最大初动能:光照射到金属表 面时,光子的能量全部被电子吸收,电子吸收了光子的能量, 可能向各个方向运动,需克服原子核和其他原子的阻碍而损失 一部分能量,剩余部分为光电子的初动能;只有金属表面的电 子直接向外飞出时,只需克服原子核的引力做功,才具有最大 初动能.光电子的初动能小于或等于光电子的最大初动能.

人教版物理(选修3-5)课件:17.2光的粒子性(40页)

人教版物理(选修3-5)课件:17.2光的粒子性(40页)

二、爱因斯坦的光电效应方程 1.光子说:光不仅在发射和吸收时能量是一份一份的, 而且光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的,这些能量 子被称为光子,频率为ν的光的能量子为hν.
2.光电效应方程 (1)表达式:hν=Ek+W0或Ek=hν-W0. (2)物理意义:金属中电子吸收一个光子获得的能量是 hν,这些能量一部分用于克服金属的逸出功,剩下的表现为逸 出后电子的初动能Ek.
)
A.极限频率越大的金属材料逸出功越大 B.只要光照射的时间足够长,任何金属都能产生光电效 应 C.从金属表面出来的光电子的最大初动能越大,这种金 属的逸出功越小 D.入射光的光强一定时,频率越高,单位时间内逸出的 光电子数就越多
解析 逸出功W=hν0,ν0越大,W越大,故A选项正 确.每种金属都存在极限频率,小于极限频率的光照射时间再 长也不会发生光电效应,故B选项错误.由Ek=hν-W知,在 光照频率不变的情况下,Ek越大,W越小,故C选项错误.单 位时间内逸出的光电子数与光强有关,D选项错误.
3.应用光电效应方程解释光电效应 (1)爱因斯坦光电效应方程表明,光电子的最大初动能Ek 与人射光的频率ν成线性关系,与光强无关.只有当hν>W0 W0 时,才有光电子逸出,νc= h 就是光电效应的截止频率. (2)电子一次性吸收光子的全部能量,不需要积累能量的 时间,光电子几多,照射金属时产生的 光电子多,因而饱和电流大,所以饱和电流与光强成正比. 4.遏止电压Uc与频率ν、W0的关系 hν W0 由Ek=eUc和Ek=hν-W0联立得Uc= e - e .
教材拓展提升
欲穷千里目 更上一层楼
一、光电效应中应区分的概念 1.光子与光电子 光子指光在空间传播时的每一份能量,光子不带电,光电 子是金属表面受到光照射时发射出来的电子,光子是光电效应 的因,光电子是果.

人教版高中物理选修3-5课件17.2光的粒子性

人教版高中物理选修3-5课件17.2光的粒子性
ε=hv
爱因斯坦光电效应方程:
hv=Ek+W0 Ek=hv-W0
爱因斯坦光电效应方程对光电效应现象的解释:
Ek=hv-W0
实验规律:
1、存在饱和电流 2、存在遏制电压(反向电压) 3、存在截止频率 4、具有瞬时性
爱因斯坦
密立根
密立根经过十年之久的实验,证明了在很小的误差范围 内因斯坦方程的准确性。
牛顿权威让粒子说更占主导地位 。
新课导入
越来越多的物理现象支撑着光的电磁波本质。
泊 松 亮 斑

衍射图样



新课讲授
一、光电效应
新课讲授
二、光电效应实验研究
实验规律: 1、存在饱和电流 2、存在遏制电压(反向电压) 3、存在截止频率 4、具有瞬时性
试一试:观察图像,总结一下光电流的特点。
经典物理学的解释:
3、没有什么比顺其自然更有超凡的力量。没有什么比顺乎本性更具有迷人的魔力。 4. 曾经的肆无忌惮,放声的哭闹,想笑就笑,想使小性子就使,不必怕别人说些什么,因为我们会自豪的说——我们还青春。 9、每个人都有潜在的能量,只是很容易:被习惯所掩盖,被时间所迷离,被惰性所消磨。 31、在观察的领域中,机遇只有偏爱那种有准备的头脑。 2.没有必要羡慕别人增添自己的烦恼,生活有苦有甜,才叫完整! 20、仰观宇宙之大,俯察品类之盛,所以游目骋怀,足以极视听之娱,信可乐也。 3. 静下来,铸我实力;拼上去,亮我风采。 8、淡薄功利,轻装前进,不计付出,坚忍不拔,不达目的誓不罢休。 6、空谈家用空谈来装饰自己,实干家用实干去创造业绩。 7、使用双手的是劳工,使用双手和头脑的舵手,使用双手、头脑与心灵的是艺术家,只有合作双手、头脑、心灵再加上双脚的才是推销员。 5、自信,是无尽智慧的凝聚,平淡,是成功路上的驿站。 13、敢于向黑暗宣战的人,心里必须充满光明。

光的粒子性 课件

光的粒子性  课件
[答案] AD
光电效应规律中的两条线索、两个关系 1.两条线索
2.两个关系 光强→光子数目多→发射光电子多→光电流大; 光子频率高→光子能量大→产生光电子的最大初动能大。
[典例 2] 已知金属铯的逸出功为 1.9 eV,在光电效应实验 中,要使铯表面发出光电子的最大初动能为 1.0 eV,入射光的 波长应为____________ m。
[典例 1] (多选)一束绿光照射某金属发生了光电效应,则
下列说法正确的是
()
A.若增加绿光的照射强度,则逸出的光电子数增加
B.若增加绿光的照射强度,则逸出的光电子的最大初动能
增加
C.若改用紫光照射,则可能不会发生光电效应
D.若改用紫光照射,则逸出的光电子的最大初动能增加
[解析] 光电效应的规律表明:入射光的频率决定是否 发生光电效应以及发生光电效应时逸出的光电子的最大初 动能的大小。当入射光的频率增加后,逸出的光电子的最大 初动能也增加,又紫光的频率高于绿光的频率,增加光的照 射强度,会使单位时间内逸出的光电子数增加。故正确选项 为 A、D。
正确理解光电效应中的五组概念 1.光子与光电子 光子指光在空间传播时的每一份能量,光子不带电,光电子 是金属表面受到光照射时发射出来的电子,其本质是电子,光子 是光电效应的因,光电子是果。 2.光电子的动能与光电子的最大初动能 光照射到金属表面时,光子的能量全部被电子吸收,电子吸 收了光子的能量,可能向各个方向运动,需克服原子核和其他原 子的阻碍而损失一部分能量,剩余部分为光电子的初动能;只有 金属表面的电子直接向外飞出时,只需克服原子核的引力做功, 才具有最大初动能。光电子的初动能小于或等于其最大初动能。
康普顿效应
1.光的散射 光在介质中与物质微粒相互作用,因而传播方向_发__生__改__变__ 的现象。 2.康普顿效应 在光的散射中,除了与入射波长 λ0 相同 的成分外,还有波 长 大于 λ0 的成分。

2019《大学物理》教学资料:14第十四章光的粒子性.ppt

2019《大学物理》教学资料:14第十四章光的粒子性.ppt

C2 5 T
维恩线

2. 瑞利 — 金斯(Rayleigh-Jeans)公式
M 0 (T ) C3 kT
4
M 0 (T )
紫外灾难
瑞利 — 金斯线
维恩线

四、普朗克量子假说
1. 普朗克(Planck)公式:
M 0 (T )
M 0 (T )
瑞利 — 金斯线
2 hc
h
h 6.626 10
34
J s
量子假说的含义及其与宏观现象的关系
能量
E nh n 1,2,
能量
能量子 = h
量子论是不附属于经典物理 的全新的理论,适用范围更广。 为什么在宏观世界中, 观察不到能量分离的现象?
经典
3 h 2 h h
光量子
例:设想一质量为 m=1g 的小珠子悬挂在一个小轻 弹簧下面作振幅 A=1mm的谐振动。弹簧的劲度系数 k=0.1N/m。按量子理论计算,此弹簧振子的能级间 隔多大?减少一个能量子时,振动能量的相对变化是 多少?
§14-1热辐射 普朗克的量子假设
一、热辐射(heat radiation )现象
* 根据经典电磁理论,带电粒子的加速运动将 向外辐射电磁波。
* 一切物体都以电磁波的形式向外辐射能量。
* 在单位时间内从物体表面单位面积上辐射的 能量,即单位面积上的辐射功率,称为该物体 的 辐出度 (radiating power)。 * 物体的辐出度与其温度有关,故将这种辐射 称为 热辐射 。
1. 斯忒潘 — 波尔兹曼(Stefan-Boltzmann)定律
黑体的辐出度与温度的四次方成正比。
M 0 (T ) T
斯忒藩常量:

光的粒子性解释

光的粒子性解释
实验原理:光照射在物质表面上,可以使其表面带电 实验现象:光电流随着光照强度的增加而增加 实验结论:光具有粒子性,光子具有能量和动量 实验意义:验证了光的粒子性,为量子力学的发展奠定了基础
光的粒子性实验验证
光电效应实验:证明光具有 能量
康普顿散射实验:证明光具 有粒子性
光的干涉和衍射实验:证明 光具有波动性
光的波粒二象性实验验证
双缝干涉实验:通过双缝干涉实验,观察到光具有波动性质
光电效应实验:通过光电效应实验,观察到光具有粒子性质 光的波粒二象性:光的波动性质和粒子性质在实验中得到验证,光的波粒 二象性是指光既具有波动性质又具有粒子性质 光的波粒二象性的应用:在量子力学、光学等领域得到广泛应用
光的波粒二象性与量子力学的不确定性原理
光的粒子性解释了光的直线传 播和反射现象
光的波动性解释了光的干涉和 衍射现象
光的波粒二象性是量子力学中 的重要概念
不确定性原理是量子力学的基 本原理之一,描述了测量精度 的限制
光的波粒二象性对科学研究的影响
光的粒子性解释
光的波动性解释
光的波粒二象性对科学研究的 启示
光的波粒二象性对科学技术发 展的影响
光的粒子性对化学反应的影响
光电效应:光子 能量使原子中的 电子获得足够的 能量从而逸出
光化学反应:光 子能量使化学键 断裂或形成新键
分子激发态:光 子能量使分子处 于激发态,有利 于化学反应进行
光致变色:光子 能量使分子结构 发生变化,导致 化学反应发生
光的粒子性对材料科学的影响
光电效应:光 子与物质相互 作用,产生光
量子通信:利 用光子进行信 息传递,具有 高度安全性和
可靠性
生物医学成像: 利用光子进行 医学成像,具 有高分辨率、 低辐射等优势

光的粒子性 课件

光的粒子性    课件

分析:要产生光电效应,根据光电效应的条件必 须用能量更大,即频率更高的粒子. 解析:根据光电效应的条件v>vc,要产生光电效应, 必须用能量更大,即频率更高的粒子.能否发生光电 效应与光的强度和照射时间无关.X射线的频率大于 紫外线的频率.故A、C、D错误,B正确.
答案:B 名师点评:解决本题的关键掌握光电效应的条件 及各种电磁波的频率大小关系.
(2)而当光的频率高于极限频率时,能量传递给电子以后,电子 摆脱束缚要消耗一部分能量,剩余的能量以光电子的动能形式存在, 这样光电子的最大初动能 Ekm=12mv2m=hν-W,其中 W 为金属的逸 出功,因此光的频率越高,电子的初动能越大.
(3)电子接收能量的过程极其短暂,接收能量后的瞬间即挣脱束 缚,所以光电效应的发生也几乎是瞬间的.
①存在饱和电流.如上图所示实验中,在光照条件不变情况下,
阳极 A 与阴极 K 之间电压增大,光电流趋于一个_饱___和____值,即使 再增大电压,电流不__会___增__大_,入射光越强,饱_和___电__流__越大.这表明入 射光越强,阴极 K 在单位时间内发出的光电子数目__越__多____.
所以尽管有电场阻碍它运动,仍有部分光电子到达阳极 A.但是 当反向电压等于 Uc 时,就能阻止所有的光电子飞向阳极 A,使光电 流降为零,这个电压叫遏止电压,它使具有最大初速度的电子也不能 到达阳极 A.如果不考虑在测量遏止电压时回路中的接触电势差,那 么我们就能根据遏止电压 Uc 来确定电子的最大速度 vm 和最大动能, 即12mvm2 =eUc.
(2)研究光电效应的实验装置(如下图所示).阴极 K 和阳极 A 是 密封在真空玻璃管中的两个电极,K 在受到光照时能够发射光电 子.电源加在 K 与 A 之间的电压大小可以调整,正负极也可以对调.

高中人教版物理选修3-5课件:17.2 光的粒子性1

高中人教版物理选修3-5课件:17.2 光的粒子性1

这表明对一定颜色的光,入射光越强,单位时间内发射的光电子数越多
二 光电效应的实验规律
2 存在着遏止电压和截止频率 (1)实验表明:对于一定颜色(频率)的光, 无论光的强弱如何,遏止电压是一样的. 光的频率v改变是,遏止电压也会改变 这表明光电子的能量只与入射光的频率有有关,而与入射光的强弱无关
2
光的粒子性
电子
在金属表面处的电子,受到四周正离子 的引力合力向指向金属内部,电子要出 正离子 来须克服这些引力(也是阻力)做功, 需要一定的能量(动能) 思考3 : 在距金属表面深度不同的电子,在离开金属的过程中,要克服 阻力做的功相同吗? 不同。 越靠近金属表面的电子,克服阻力所要做的功越少 我们把电子在离开金属的过程中,克服阻力做功的最小值叫做这种金 属的逸出功。(实际也是最表面的电子出来时所要做的功)
2 用什么实验装置来研究光电效应? 光电管、电源、变阻器,电压表、电流表 3 你发现光电效应有哪些规律?
2
二 光电效应的实验规律 1 存在着饱和电流
光的粒子性
(1)即在入射光照强度不变的情况下,随着所加正向电压的增大,当电压增大 到某一值时,光电流不再增大,趋向于一个饱和值
这说明,在入射光照强度不变的情况下,单位时间内阴极K发射的光电子数目是 一定的 (2) 实验表明:在光的颜色不变的情况下,入射光越强,饱和光电流越大
思考4:随着AK间电压的不断增大 , 光电流会一直增大下去吗? 不会的。当电压增大到一定的程度,所有 的电子将全部被拉过去,此时K板每秒发 出多少电子,A板每秒就接收多少电子, 即单位时间内通过导线截面的电荷量是一定值,电流为一定值,这个电 流,叫做饱和电流 石英窗囗
A
K
电场 E V
A
对光电效应的研究

第二节__光的粒子性

第二节__光的粒子性

2、遏止电压-入射光频率:Uc-ν图像
Uc
W0 h Uc e e
c
ν -W0/e
思考1:截距和斜率的物理意义分别是什么? 思考2:如果将两种不同金属的Uc-ν曲线画在 同一张图像中,会是怎样的?
例1、一束黄光照射某金属表面时,不能产生 光电效应,则下列措施中可能使该金属产生 光电效应的是( ) A、延长光照时间 B、增大光束的强度 C、换用红光照射 D、换用紫光照射
增透膜
光的干涉和衍射现象表明光确实是一种波
钢针的衍射
圆孔衍射
圆屏衍射
光到底是什么?……………
惠更斯 波动说 1690 1672
托马斯· 杨 双缝干涉 实验
菲涅耳 衍射实验
赫兹 电磁波实验
麦克斯韦 电磁说 1864 1888 ………. 1905
波 动 性
1801 1814
T/年
粒 子 性
牛顿 微粒说
(1)有力地支持了爱因斯坦“光量子”假设; (2)首次在实验上证实了“光子具有动量” 的假设;
(3)证实了在微观世界的单个碰撞事件中, 动量和能量守恒定律仍然是成立的。
康普顿的成功也不是一帆风顺的,在他早期的 几篇论文中,一直认为散射光频率的改变是由于 “混进来了某种荧光辐射”;在计算中起先只 考虑能量守恒,后来才认识到还要用动量守恒。
0
0.700 0.750
=45O =90
散射中出现 ≠0 的现象,称 为康普顿散射。 康普顿散射曲线的特点:
1.除原波长0外出现了移向 长波方向的新的散射波长 。 2.新波长 随散射角的增大 而增大。 波长的偏移为
O
=135O
波长 λ(A)
o
0

高中物理第十七章波粒二象性17.2光的粒子性课件新人教版选修350829381

高中物理第十七章波粒二象性17.2光的粒子性课件新人教版选修350829381
光的大,故选项 C 正确,选项 D 错误。
答案:C
第十九页,共20页。
类型
(lèixíng)一
类型
(lèixíng)

题后反思由爱因斯坦光电效应(ɡuānɡ diàn xiào yìng)方程可知:光电子的
最大初动能由入射光的频率和金属材料的逸出功决定;入射光越强,饱和
光电流越大。
第二十页,共20页。
2
光的粒子(lìzǐ)性
第一页,共20页。
1.了解光电效应(ɡuānɡ diàn xiào yìng)及其实验规律。
2.知道爱因斯坦光电效应(ɡuānɡ diàn xiào yìng)方程及其意义。
3.了解康普顿效应及其意义。
第二页,共20页。




一、光电效应的实验规律
1.光电效应:照射到金属表面的光,能使金属中的电子从表面逸出,这种现象
值;斜率为普朗克常量。
第十四页,共20页。
类型(lèixíng)

类型
(lèixíng)二
对光电效应规律(guīlǜ)的理解
【例题1】 入射光照射到某金属表面上发生光电效应,若入射光的强度减
弱,而频率保持不变,那么(
)
A.从光照射金属表面到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加
B.逸出的光电子的最大初动能将减小

类型
(lèixíng)二
爱因斯坦光电效应方程(fāngchéng)的应用
【例题2】
研究光电效应的电路如图所示。用频率相同、强度不同的光分别照射密封真
空管的钠极板(阴极K),钠极板发射出的光电子被阳极A吸收,在电路中形
成光电流。下列光电流I与A、K之间的电压UAK的关系图象正确的是
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