17.2科學的轉折光的粒子性

第二課時康普頓效應11.光的散射光在介質中與物質微粒相互作用,因而傳播方向發生改變,這種現象叫做光的散射.2.康普頓效應

1923年康普頓在做X射線通過物質散射的實驗時，發現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，而與入射線波長

和散射物質都無關。一.康普頓效應23.康普頓散射的實驗裝置與規律：晶體光闌X射線管探測器X射線譜儀石墨體(散射物質)j0散射波長一.康普頓效應3康普頓正在測晶體對X射線的散射

按經典電磁理論：

如果入射X光是某種波長的電磁波，散射光的波長是不會改變的！一.康普頓效應41.經典電磁理論在解釋康普頓效應時遇到的困難二.康普頓效應解釋中的疑難①根據經典電磁波理論，當電磁波通過物質時，物質中帶電粒子將作受迫振動，其頻率等于入射光頻率，所以它所發射的散射光頻率應等于入射光頻率。②無法解釋波長改變和散射角關系。52.光子理論對康普頓效應的解釋二.康普頓效應解釋中的疑難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層電子相碰撞，光子將與整個原子交換能量，由于光子質量遠小于原子質量，根據碰撞理論，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，所以波長改變和散射角有關。61.有力地支持了愛因斯坦“光量子”假設；2.首次在實驗上證實了“光子具有動量”的假設；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?？灯疹D的成功也不是一帆風順的，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。三.康普頓散射實驗的意義7康普頓效應康普頓效應康普頓,1927年獲諾貝爾物理學獎(1892-1962)美國物理學家81925—1926年，吳有訓用銀的X射線(0=5.62nm)為入射線,以15種輕重不同的元素為散射物質，4.吳有訓對研究康普頓效應的貢獻1923年,參加了發現康普頓效應的研究工作.對證實康普頓效應作出了重要貢獻。在同一散射角()測量各種波長的散射光強度，作了大量X射線散射實驗。（1897-1977）吳有訓三.康普頓散射實驗的意義9四.光子的動量10動量能量是描述粒子的,頻率和波長則是用來描述波的11光的粒子性一、光電效應的基本規律小結1.光電效應現象2.光電效應實驗規律①對于任何一種金屬，都有一個極限頻率，入射光的頻率必須大于這個極限頻率，才能發生光電效應，低于這個頻率就不能發生光電效應；②當入射光的頻率大于極限頻率時，光電流的強度與入射光的強度成正比；③光電子的最大初動能與入射光的強度無關，只隨著入射光的頻率增大而增大；④入射光照到金屬上時，光電子的發射幾乎是瞬時的，一般不超過10-9秒.

12（3）光子說對光電效應的解釋（2）愛因斯坦的光電效應方程三、愛因斯坦的光電效應方程（1）光子：二、光電效應解釋中的疑難131.在演示光電效應的實驗中，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B練習142.一束黃光照射某金屬表面時，不能產生光電效應，則下列措施中可能使該金屬產生光電效應的是()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D練習153.關于光子說的基本內容有以下幾點，不正確的是()A.在空間傳播的光是不連續的，而是一份一份的，每一份叫一個光子B.光是具有質量、能量和體積的物質微粒子C.光子的能量跟它的頻率成正比D.光子客觀并不存在，而是人為假設的練習B164.能引起人的視覺感應的最小能量為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至少為

個，恰能引起人眼的感覺.練習3175.關于光電效應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，就一定能產生光電效應C.在光電效應中，飽和光電流的大小與入射光的頻率無關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生光電效應練習D18練習課本P361、在可見光范圍內，哪種顏色光的光子能量最大？想想看，這種光是否一定最亮？為什么？在可見光范圍內，紫光的光子能量最大，因為其頻率最高。紫光不是最亮的。一為光強，因為光的亮度由兩個因素決定，二為人眼的視覺靈敏度。在光強相同的前提下，由于人眼對可見光中心部位的黃綠色光感覺最靈敏，因此黃綠色光應最亮。19練習課本P362、在光電效應實驗中 （1）如果入射光強度增加，將產生什么結果？（2）如果入射光頻率增加，將產生什么結果？（1）當入射光頻率高于截止頻率時，光強增加，發射的光電子數增多； 當入射光頻率低于截止頻率時，無論光強怎么增加，都不會有光電子發射出來。（2）入射光的頻率增加，發射的光電子最大初動能增加。20練習課本例題P34分析由上面討論結果可得：對于一定金屬，逸出功W0是確定的，電子電荷e和普朗克常量h都是常量。所以遏止電壓UC與光的頻率ν之間是線性關系即：Uc—ν圖象是一條斜率為的直線21練習課本例題P34分析由上面討論結果可得：遏止電壓Uc與光電子的最大初動能Ek有關Ek越大，Uc越高；Uc為零，Ek為零，即沒有光電子所以與遏止電壓Uc=0對應的頻率應該是截止頻率νc22由以上分析可知：根據數據作Uc—ν圖象即可求得遏止電壓Uc=0對應的頻率就是截止頻率νcUc—ν圖象是一條斜率為的直線23練習課本P365、根據圖17.2-2所示研究光電效應的電路，利用能夠產生光電效應的兩種（或多種）已知頻率的光來進行實驗，怎樣測出普朗克常量？根據實驗現象說明實驗步驟和應該測量的物理量，寫出根據本實驗計算普朗克常量的關系式。GVAKR單色光分析：陽極與電源負極相接陰極與電源正極相接測出兩種不同頻率ν1、ν2光的遏止電壓U1、U2代入公式：24當入射光頻率分別為ν1、ν2時，測出遏止電壓U1、U2，由愛因斯坦光電效應方程可得聯立上兩式，解得其中e為電子的電量，測出U1與U2就可測出普朗克常量25實驗步驟：（1）將圖17.2-2電路圖電源正負對調，滑動變阻器滑動觸頭滑至最左邊，用頻率為ν1的光照射，此時