高中物理 鲁科版选修3-5学案：第5章+第1、2节 光电效应　康普顿效应Word版含答案

第1、2节 1.光电效应是指在光的照射下电子从物体表面逸出 的现象。每一种金属对应一种光的最小频率，又称 极限频率，只有当光的频率大于或等于极限频率才 会产生光电效应。 2．爱因斯坦光电效应方程：hν＝W＋mv2，其中hν 是一个光子的能量，W为逸出功，mv2是电子吸 收光子后离开金属表面的最大初动能。 3．X射线散射实验发现，部分散射光的波长变长， 波长改变的多少与散射角有关，这种现象称为康普 顿效应。 4．光既有粒子的特性，又有波的特性，即光具有 波粒二象性。玻恩用概率波很好地解释了光的波粒 二象性。 1．光电效应 在光的照射下电子从物体表面逸出的现象。 2．光电效应的实验规律 (1)每一种金属对应一种光的最小频率称为极限频率。只有当光的频率大于或等于极限频率时，才会发生光电效应；当光的频率小于极限频率时，即使增加光的强度或照射时间，也不能产生光电效应。 (2)产生光电效应时，单位时间内逸出金属表面的电子数与光的强度有关；光的强度越大，单位时间内逸出的电子数越多。 (3)从光照射到金属表面至产生光电效应的时间间隔极短，通常可在10－9_s内发生光电效应。 3．光量子 看似连续的光实际上是由个数有限、分立于空间各点的光子组成的，每一个光子的能量为hν。 4．光电效应方程 hν＝W＋mv2，式中hν为一个光子的能量；W为一个电子从金属表面逸出而必须做的功，称为逸出功；mv2为该电子离开金属表面的最大初动能。 5．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。 6．康普顿效应 (1)康普顿效应现象 在光的散射中，除了与入射波长相同的成分外，还有部分散射光的波长变长，波长改变的多少与散射角有关。 (2)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，进一步说明了光具有粒子性。 7．光的波粒二象性 (1)光的波动性 英国科学家托马斯·杨用波动理论解释了光的干涉现象；法国科学家菲涅耳用波动理论定量计算了光的衍射光强分布；麦克斯韦提出光是一种电磁波。 (2)光的粒子性 光电效应和康普顿效应说明光具有粒子性，但同时也体现了波动性。 (3)光的波粒二象性 事实上光子既有粒子的特征，又有波的特征。玻恩用概率波很好地解释了光的波粒二象性。光的波长较长时波动性较明显，光的波长较短时粒子性较明显。 1．自主思考———判一判 (1)光电效应实验中光照时间越长光电流越大。(×) (2)光电效应实验中入射光足够强就可以有光电流。(×) (3)光电子的最大初动能与入射光的强度无关。(√) (4)康普顿效应证实了光子不仅具有能量，也具有动量。(√) (5)康普顿效应进一步说明光具有粒子性。(√) (6)光的波动性和粒子性是统一的，光具有波粒二象性。(√) 2．合作探究———议一议 (1)你对光电效应中的“光”是怎样认识的？ 提示：这里的光，可以是可见光，也可以是紫外线、X光等。 (2)太阳光从小孔射入室内时，我们从侧面可以看到这束光；白天的天空各处都是亮的；宇航员在太空中，尽管太阳光线耀眼刺目，其他方向的天空却是黑的，为什么？ 提示：地球上存在着大气，太阳光经大气中的微粒散射后传向各个方向；而在太空的真空环境下，光不再散射，只向前传播。 对光电效应现象的理解 1．爱因斯坦光子理论对光电效应的解释 (1)解释极限频率的存在：光照射到金属板时，光子将能量传递给电子，每个光子的能量为hν，所以一个光子传递给一个电子的能量为hν，电子要脱离原子核的引力，有一个最小能量，最小能量对应发生光电效应时入射光的最小频率，即极限频率。如果小于这一频率，即使增大光强，也不会使电子逸出。这是因为增大光强，只是增加了吸收光子能量的电子数，单个电子吸收的光子能量仍为hν，电子仍不能逸出。 (2)解释光电效应的瞬时性：电子吸 ... ...