13.2波粒二象性49张PPT

第2单元波粒二象性 光电效应及其规律 [想一想] 如图13－2－1所示，用紫外光照射不带电的锌板时，发现验电器指针发生了偏转，试分析验电器指针偏转的原因。 图13－2－1 [提示]　用紫外光照射不带电的锌板时，锌板发生光电效应，射出了光电子，因此锌板带正电，验电器也就带了正电，引起指针偏转。 [记一记] 1．光电效应现象 在光的照射下，金属中的电子从表面逸出的现象，发射出来的电子叫光电子。 2．光电效应的产生条件 入射光的频率大于金属的极限频率。 3．用光电管研究光电效应 (1)电路如图13－2－2所示。 图13－2－2 (2)光电流与饱和光电流： ①入射光强度：指单位时间内入射到金属表面单位面积上的能量。可以理解为频率一定时，光强越大，光子数越多。 ②光电流：指光电子在电路中形成的电流。光电流有最大值，未达到最大值以前，其大小和光强、电压都有关，达到最大值以后，光电流和光强成正比。 ③饱和光电流：指在一定频率与强度的光照射下的最大光电流，饱和光电流不随电路中电压的增大而增大。 4．光电效应规律 (1)每种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于这个极限频率才能产生光电效应。 (2)光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而增大。 (3)光电效应的发生几乎是瞬时的，一般不超过10－9 s。 (4)当入射光的频率大于极限频率时，饱和光电流的强度与入射光的强度成正比。 [试一试] 1．关于光电效应的规律，下列说法中正确的是(　　) A．只有入射光的波长大于该金属的极限波长，光电效应才能产生 B．光电子的最大初动能跟入射光强度成正比 C．发生光电效应的反应时间一般都大于10－7 s D．发生光电效应时，单位时间内从金属内逸出的光电子数目与入射光强度成正比 解析：选D　由ε＝hν＝h知，当入射光波长小于极限波长时，发生光电效应，故A错。由Ek＝hν－W知，最大初动能由入射光频率决定，与光强度无关，故B错。发生光电效应的时间一般不超过10－9 s，故C错。 爱因斯坦光电效应方程 　　 [记一记] 1．光子说 在空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光子，光子的能量E＝hν。 2．光电效应方程 (1)表达式：hν＝Ek＋W0或Ek＝hν－W0 (2)物理意义：金属表面的电子吸收一个光子获得的能量是hν，这些能量的一部分用来克服金属的逸出功W0，剩下的表现为逸出后电子的最大初动能Ek＝mv2。　　 [试一试] 2．某金属的逸出功为2.3 eV，这意味着(　　) A．这种金属内部的电子克服原子核引力做2.3 eV的功即可脱离表面 B．这种金属表层的电子克服原子核引力做2.3 eV的功即可脱离表面 C．要使这种金属有电子逸出，入射光子的能量必须大于2.3 eV D．这种金属受到光照时若有电子逸出，则电子离开金属表面时的动能至少等于2.3 eV 解析：选BC　逸出功是指原子的外层电子脱离原子核克服引力所做的功，B对；由发生光电效应的条件知C对。 光的波粒二象性 　　 [想一想] 光能发生干涉、衍射现象，说明光具有波动性，光电效应现象又说明光具有粒子性，那么光是粒子还是波？ 提示：光不是传统意义上的粒子，也不是传统意义上的波，光既具有波动性，又具有粒子性，光具有波粒二象性。 [记一记] (1)光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有波动性。 (2)光电效应、康普顿效应说明光具有粒子性。 (3)光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的波粒二象性。 [试一试] 3．下列有关光的波粒二象性的说法中，正确的是(　　) A．有的光是波，有的光是粒子 B．光子与电子是同样的一种粒子 C．光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著 D．大量光子的行为往往显示出粒子性 解析：选C　一切光都具有波粒二象性，光的有些行为(如干涉、衍射)表现出波动性，光的有些行为(如光电效应)表现出 ... ...