光的粒子性 ppt课件

电效应，则下列哪一种方法可能使该
金属发生光电效应（
）D
A. 增大入射光的强度
B. 增加光的照射时间
C. 改用黄光照射
D. 改用紫光照射
巩固应用
关于光电效应,下列说法正确的A是( ) 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
17.1 能量量子化 17.2 光的粒子性
热辐射
❖ 1、热辐射 ❖ （1）定义：物体在任何温度下,都会发射电磁波,温度不同,
所发射的电磁波的频率和强度也不同,物理学中把这种现象 叫做热辐射
❖ （2）特点：热辐射强度按波长的分布情况随物体的温度而 有所不同
到 将 下 任❖ 一 钢 何,例被不约熔定加温加断在如化温热度1热上：的5度 到 的0在到升水0下约物℃5,室晶辉0体,8时0温却不光0℃0都就下不同逐℃左发变,辐物渐大时右出成射体亮多,时就一明可所起数,可开定亮见辐来物以始的的光射体,而观发热白,的辐必且察出辐炽光射须波到暗射光谱不注长明红.成这可意较亮色分说见,短的热的有明的的红辐可显同红辐光射见著一外射,不光但的物线越一.在随不体,来但定同着同在越当要一温.一例多物高温度定如体.温大度的,, 温度下所辐射的能量,在不同光谱区域的分布是不均匀的,而 且温度越高光谱中能量最大的辐射相对应的频率也最高
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
巩固应用
❖ 如图所示是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能
EK与入射光的频率ν的关系图象，由图象可知[ ]
A．该金属的逸出功等于E
ABC
B．该金属的逸出功等于hν0 C．入射光的频率为2ν0时，产生的光电子的最大初动能为E D．入射光的频率为ν0/2时，产生的光电子的最大初动能为E/2
吸收､反射特点
既吸收､又反射.其它 能力与材料种类及入 射波长等因素有关
完全吸收各种入射电 磁 波,不反射
能量量子化
❖ 1、能量子
❖ 振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍. 例如可能是ε､2ε或3ε……当带电微粒辐射和吸收能量时,也是 以这个最小能量值为单位一份一份地辐射或吸收的,这个不 可再分的最小能量值ε叫做能量子
现象叫做光的散射
❖ 2、康普顿效应 ❖ 在散射的光线中,除了有与入射光波长相同的射线外,还有波
长比入射光波长更长的射线,人们把这种波长变化的现象叫 做康普顿效应
❖ 3、意义 ❖ 有力地支持了爱因斯坦“光量子”假设；证实了“光子具有
动量”；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
光电效应的实验规律
4、瞬时性——光电效应在极短的时间内完成
❖ 即使入射光的强度非常微弱，只要 > c ，就能发生光电
效应 ❖ 光电子发射所经过的时间不超过10－9 秒（这个现象一般称
作“光电子的瞬时发射”）
总结
①饱和电流Im的大小与入射光的强度成正比 ②光电子的最大初动能(或遏止电压) 只与入射光的频
红､橙､黄､绿四种单色光中,能量最小的是( ) A
A.红光
B.橙光
C.黄光
D.绿光
注意：红橙黄绿青蓝紫，波长逐渐减小，频率逐渐增大
巩固应用
对于带电微粒的辐射和吸收能量时的特点,以下说法正确的是 A.以某一个最少能量值一份一份地辐射和吸收 ABD B.辐射和吸收的能量是某一最小值的整数倍 C.吸收的能量可以是连续的 D.辐射和吸收的能量是量子化的
光子的动量
Emc2
h
m c2
Eh
h h h
Pmcc2
•c c
光子说对康普顿效应的解释
❖ 光子与静止的电子发生弹性斜碰,光子的部分能量转移给了 电子,由能量hν减小为hν′,因此频率减小,波长增大.同时,光子 还使电子获得了一定动量,这样就圆满地解释了康普顿效应
碰撞后v变小，能量变小，波长变长
-
光电效应的实验规律
1、截止频率
对于每种金属，都相应确定的截止频率c （1）当入射光频率 > c 时，电子才能逸出金属表面 （2）当入射光频率 < c时，无论光强多大也无电子逸出
金属表面 2、饱和电流
定义：光照不变，增大U，A表中电流增大到某一值后， 即使再增大U，光电流也不再增大，即达到饱和值
光电效应在近代技术中的应用
光电转换器
光电倍增管
在演示光电效应的实验中，原来不带电 的一块锌板与灵敏验电器相连，用弧光 灯照射锌板时，验电器指针张开一个角 度，如图所示，这时 ( )B A．锌板带正电，指针带负电 B．锌板带正电，指针带正电 C．锌板带负电，指针带正电 D．锌板带负电，指针带负电
若用绿光照射某种金属板不能发生光
光电效应的实验规律
A
UK
++++++
3、遏止电压
一
❖U=0时，I≠0，因为电子有初速度 一
❖加反向电压
一
❖光电子所受电场力方向与光电子
一
速度方向相反，光电子作减速运动 一
E v
－
F
❖使光电流减小到零的反向电压即遏 一
E
止电压
1 2
mevc2
eUc
最大的初动能
则所有光电子都无法到达A极板，光
电流I=0，式中UC为遏止电压
一次性吸收，不积累
3.爱因斯坦光电效应方程对实验结论的解释
红光（强） 蓝光 红光（弱）
Ek＝hν－W0 eUc= hv－W0
光电效应的Ekm-ν图象
Ek＝hν－W0
（y＝kx+b）
-W0
❖ 该图线的斜率是普朗克常量, ❖ 横轴截距是金属的截止频率， ❖ 纵轴截距是逸出功的负值。
由于爱因斯坦提 出的光子假说成功地 说明了光电效应的实 验规律,荣获1921年 诺贝尔物理学奖。
小结
1.光电效应现象 2. 光电效应规律
●入射光越强，单位时间中发射的光电子越多 ●光电子的能量只与入射光的频率有关。入射光的频率低 于截止频率（极限频率）时不能发生光电效应。
●光电效应具有瞬时性
3.爱因斯坦光电效应方程及其对实验结论的解释
Ek＝hν－W0
●光具有粒子性
康普顿效应
❖ 1、光的散射 ❖ 光在介质中与物体微粒相互作用,光的传播方向发生改变的
黑体与黑体辐射
❖ 1、黑体 ❖ （1）定义:如果某种物体在任何温度下能够完全吸收入射的
各种波长的电磁波而不发生反射,这种物体就是黑体 ❖ （2）说明：实际上黑体只是一种理想情况,如在一个空腔壁
上开一个很小的孔,那么入射小孔的电磁波在空腔内表面发 生多次反射和吸收,最终不能从空腔射出,这个小孔就形成一 个绝对黑体 ❖ （3）特点： ❖ 黑体辐射电磁波的强度按波长的分 布只与黑体的温度有关
❖ 2、大小
❖ ε=hν 其中，ν是频率,h是普朗克常量,h=6.63×10-34 J·s
❖ 3、能量的量子化
❖ 在微观世界中能量不能连续变化,只能取分立值,这种现象叫
做能量的量子化 公式：
能量
h c hc
0
1 A 11010 m
宏观
微观
电磁波谱
波长 频率 能量 增大 减小 减小
巩固应用
频率为ν的光的能量子：hν
（h 为普朗克常量）
爱因斯坦的光电效应方程
2.光电效应方程 hν＝Ek+W0 Ek＝hν－W0
3.爱因斯坦光电效应方程对实验结论的解释
●解释饱和电流
光强大，光子多
●解释遏止电压 ●解释截止频率 ●解释瞬时性
eUc=Ek =hv－W0 0= hvc－W0 vc=W0 / h
率有关（频率越高,光电子的最大初动能越大）,而 与入射光的强度无关
③频率低于νc的入射光不能使光电子逸出.（无论光的 强度多大,照射时间多长）
④光的照射和光电子的逸出几乎是同时的 (<10-9 s)
ห้องสมุดไป่ตู้
爱因斯坦的光电效应方程
1.光子说(1905年提出)
光不是连续的而是一份一份 的，每一份叫做一个光子， 光子的能量跟它的频率成正 比。
巩固应用
神光“Ⅱ”装置是我国最大规模,国际上也是为数不多的高功率 固体激光系统,利用它可获得2400 J,波长为0.35 μm的紫外激 光,已知普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,则该紫外激光所含光子 个数为多少?(保留两位有效数字,光速c=3.0×108 m/s)
解析:En,hhc
得nE E hc
向远处观察打开 的窗子
近似黑体
辐射规律
❖ 1、每一条曲线都有一个极大值 ❖ 2、随着温度的升高,黑体的辐射强度
迅速增大 ❖ 3、并且辐射强度的极大值向波长较短
的方向移动
热辐射特点
一般物体 辐射电磁波的情况与温 度有关,与材料的种类 及表面状态有关
黑体
辐射电磁波的强度按波 长分布只与黑体的温度 有关
24000.35106 4.21021个. 6.6310343.0108
光电效应
❖ 1、光电效应 在光的照射下物体发射出电子的现象,叫做光电效应
❖ 2、光电子 发射出来的电子称为光电子
❖ 3、光电流 光电子定向移动形成的电流叫光电流
❖ 4、逸出功：金属表面上的电子逸出时要克服金属原子核的 引力所做功的最小值。不同金属,其逸出功不同。