光電效應(yīng)愛(ài)因斯坦的光量子1論(存儲(chǔ)版)
【正文】 率或紅限? 當(dāng) ? = ?0 時(shí) ， 光電子的最大初動(dòng)能為零。P202,④太原理工大學(xué)物理系2)按經(jīng)典波動(dòng)光學(xué)理論，無(wú)論何種頻率的光照射在金屬上，只要入射光足夠強(qiáng)，使電子獲得足夠的能量，電子就能從金屬表面逸出來(lái)。為了克服光的波動(dòng)理論所遇到的困難，從理論上解釋光電效應(yīng)，愛(ài)因斯坦發(fā)展了普朗克能量子假設(shè)，于 1905年提出了關(guān)于光的本性的光量子假說(shuō)。 2)光子的 能量 和其 頻率 成 正比P203,三下第 2段 3)光子具有 “ 整體性 ” 。 愛(ài)因斯坦 （ Albert Einstein 18791955）由于成功解釋光電效應(yīng)于 1921年獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。（電子質(zhì)量 )逸出功最大動(dòng)能解太原理工大學(xué)物理系四、康普頓效應(yīng)（散射） 1922—1923 年間 ,康普頓對(duì) X射線(xiàn)通過(guò)石墨等物質(zhì)后向各個(gè)方向散射的 X射線(xiàn)成分進(jìn)行研究時(shí)發(fā)現(xiàn),X射線(xiàn)被散射后 ,除 波長(zhǎng)不變 的散射光外 ,還有 波長(zhǎng)較長(zhǎng) 的散射光出現(xiàn) ,這種改變波長(zhǎng)的散射稱(chēng)為 康普頓效應(yīng)。 把 X射線(xiàn)與散射物質(zhì)作用，看成 X射線(xiàn)中的一個(gè)光子 與散射物質(zhì)中的一個(gè) 電子 （自由電子或束縛較弱的原子外層電子） 發(fā)生彈性碰 ，且把電子看作靜止。設(shè)光子頻率為 ν 0 沿 x正 方向入射，碰后光子沿 θ 角方向散射出去， 電子則獲得了速度 u，并沿與 x正方向夾角為 角方向運(yùn)動(dòng)，由于光速很大， 所以電子獲得速度也很大，可以與光速比較，故此電子稱(chēng)為反沖電子。 ?物理圖象 ： 一個(gè)入射 X光子 與一個(gè)原來(lái)靜止的 自由電子 彈性碰撞 滿(mǎn)足能量、動(dòng)量守恒。波動(dòng)性： 光是電磁波，有干涉、衍射現(xiàn)象。3. 波動(dòng)性和粒子性的統(tǒng)一B作業(yè) P216,7,12,14太原理工大學(xué)物理系單縫衍射 光子在某處出現(xiàn)的概率和該處光振幅的平方成正比 , 光子數(shù) N ? I ? E02光子是分立的，光強(qiáng)分布可以是連續(xù)的。太原理工大學(xué)物理系單縫衍射 光子在某處出現(xiàn)的概率和該處光振幅的平方成正比 , 光子數(shù) N ? I ? E02光子是分立的，光強(qiáng)分布可以是連續(xù)的。太原理工大學(xué)物理系光電效應(yīng)的研究歷經(jīng)三十年，有三人榮獲 諾貝爾物理獎(jiǎng)萊納德 發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象 1905年愛(ài)因斯坦 理論解釋 1921年密立根 實(shí)驗(yàn)證實(shí) 1923年密立根， 美國(guó)物理學(xué)家。光子的能量光子的質(zhì)量光子的動(dòng)量體現(xiàn)光的波粒二象性可以從太原理工大學(xué)物理系 光作為電磁波是 彌散 在空間而 連續(xù) 的，光作為粒子在空間中是 集中 而 分立 的。太原理工大學(xué)物理系練考點(diǎn) 21練考點(diǎn) 21太原理工大學(xué)物理系4. 康普頓效應(yīng)的意義支持了光子理論；證明了X射線(xiàn)的粒子性及光子具有一定的運(yùn)動(dòng)質(zhì)量、能量和動(dòng)量；證實(shí)了普朗克 —愛(ài)因斯坦關(guān)系式定量上的正確性；而且還證明了在微觀的單個(gè)碰撞事件中，動(dòng)量和能量守恒律仍然是成立的?！鳌鱌206,太原理工大學(xué)物理系3. 用光子理論解釋康普頓效應(yīng)1)物理圖象 ?假定：入射光由光子組成；光子和散射物中的 電子發(fā)生碰撞而被散射。 4）因?yàn)榕鲎仓薪粨Q的能量和碰撞的 角度 有關(guān)，所以波長(zhǎng)改變和散射角有關(guān)。 進(jìn)一步證實(shí)了愛(ài)因斯坦的光子概念。解 由愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程由題意，得太原理工大學(xué)物理系動(dòng)能太原理工大學(xué)物理系例 2 已知一單色光照射在鈉金屬表面上，測(cè)得光電子的最大動(dòng)能是 ，而鈉的紅限波長(zhǎng)為 540nm，那么入射光的波長(zhǎng)為多少？解 由愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程及 和 可得 例 2 ZP28,3太原理工大學(xué)物理系練 ZP31,18(考點(diǎn) 16)練 ZP31,17(考點(diǎn) 4)練 (考點(diǎn) 3)太原理工大學(xué)物理系例 3B 設(shè)從鋅表面輻射出光電子的紅限波長(zhǎng)為330nm，試計(jì)算（ 1）鋅的逸出功。存在 紅限頻率 .紅限頻率光量子 假設(shè)解釋了光電效應(yīng)的全部實(shí)驗(yàn)規(guī)律！—— 愛(ài)因斯坦的光電效應(yīng)方程P203,λ0 —— 紅限波長(zhǎng)△太原理工大學(xué)物理系 按照光子假設(shè)，光電效應(yīng)可解釋如下：當(dāng)頻率為 ? 的光照射金屬時(shí)，金屬中的自由電子從入射光中吸收整個(gè)光子，獲得 h? 的能量 ，一部分消耗在電子逸出金屬表面需要的 逸出功 Φ（ 電子逸出金屬表面時(shí)克服阻力而做的功） 上，另一部分轉(zhuǎn)換成逸出電子的初動(dòng)能，按能量守恒有或△P203,—— 愛(ài)因斯坦的光電效應(yīng)方程太原理工大學(xué)物理系3．用光子理論解釋光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律1）飽和光電流2) 光電子初動(dòng)能與入射光頻率成正比 ,與光強(qiáng)無(wú)
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