光的波粒二象性PPT讲稿.ppt
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1、光的波粒二象性第1页,共18页,编辑于2022年,星期四1.1.光电效应光电效应(1 1)定义:照射到金属表面的光,能使金属)定义:照射到金属表面的光,能使金属中的中的电子电子从从 表面表面逸出,这种现象称为光逸出,这种现象称为光电效应电效应.(2 2)规律:)规律:存在存在饱和饱和电流电流.在光照条件在光照条件不变的情况下,随着所加电压增大,光电不变的情况下,随着所加电压增大,光电流趋于一个流趋于一个饱和饱和值值.入射光越强,单位时入射光越强,单位时间内发射的光电子数越多间内发射的光电子数越多.第2页,共18页,编辑于2022年,星期四存在存在遏止遏止电压和电压和截止截止频率频率.a.使光电
2、流减小到使光电流减小到零零的的反向反向电压电压U c称为遏称为遏止电压止电压.b.当入射光的频率减小到某一数值当入射光的频率减小到某一数值c时,时,即使不施加反向电压也没有即使不施加反向电压也没有光电流光电流,这表,这表明已经没有明已经没有光电子光电子了,了,c称为截止频率或称为截止频率或极限频率极限频率.c.光电子的能量只与入射光的光电子的能量只与入射光的频率频率有关,当有关,当入射光的频率入射光的频率低于低于截止频率时不能发生光电截止频率时不能发生光电效应效应.光电效应具有光电效应具有瞬时瞬时性性.第3页,共18页,编辑于2022年,星期四2.2.逸出功逸出功 使电子脱离某种金属所做功的使
3、电子脱离某种金属所做功的最小值最小值,叫,叫做这种金属的逸出功,用做这种金属的逸出功,用W W0 0表示表示.3.3.爱因斯坦的光电效应方程爱因斯坦的光电效应方程(1 1)光子:光本身就是由一个个不可分割的)光子:光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的,频率为能量子组成的,频率为的光的能量子为的光的能量子为hh,h h为为普朗克常量普朗克常量,这些能量子被称为,这些能量子被称为光子光子.(2 2)光电效应方程:)光电效应方程:E Ek k=h hW W0 0.其中其中E Ek k为为光电子的光电子的最大初动能最大初动能,W W0 0表示金属的逸出表示金属的逸出功功.第4页,共18页,编辑于2
4、022年,星期四爱因斯坦方程表明,光电子的最大初动能爱因斯坦方程表明,光电子的最大初动能E Ek k与入射光的频率与入射光的频率有关,而与光的强弱无关有关,而与光的强弱无关.只有当只有当hh W W0 0时,才有光电子逸出,时,才有光电子逸出,c c=就是光电效应的截止频率就是光电效应的截止频率.电子一次性吸收光子的全部能量,不需要积电子一次性吸收光子的全部能量,不需要积累能量的时间,光电流自然几乎是瞬时产生累能量的时间,光电流自然几乎是瞬时产生的的.光较强时,包含的光子数较多,照射金属光较强时,包含的光子数较多,照射金属时产生的光电子较多,因而饱和电流较大时产生的光电子较多,因而饱和电流较大
5、.第5页,共18页,编辑于2022年,星期四 4.4.康普顿效应康普顿效应 在研究电子对在研究电子对X X射线的散射时发现:有射线的散射时发现:有些散射波的波长比入射波的波长略些散射波的波长比入射波的波长略大大.康康普顿认为这是因为光子不仅有能量,也普顿认为这是因为光子不仅有能量,也具有具有动量动量.实验结果证明这个设想是正实验结果证明这个设想是正确的确的.因此康普顿效应也证明了光具有粒因此康普顿效应也证明了光具有粒子性子性.第6页,共18页,编辑于2022年,星期四 5.5.光的波粒二象性光的波粒二象性 光的干涉和衍射现象证明了光的光的干涉和衍射现象证明了光的波动性波动性的一面的一面.光电效
6、应表明光具有光电效应表明光具有能量能量,康普顿,康普顿效应表明光具有效应表明光具有动量动量.此二效应揭示了光的此二效应揭示了光的粒子性粒子性的一面,由此可知光具有波粒二象性的一面,由此可知光具有波粒二象性.第7页,共18页,编辑于2022年,星期四 6.6.德布罗意波德布罗意波 德布罗意提出,实物粒子也具有德布罗意提出,实物粒子也具有波动性波动性,该波后来被称为该波后来被称为德布罗意德布罗意波,也称为波,也称为物质物质波波.第8页,共18页,编辑于2022年,星期四7.7.概率波概率波 光波和物质波都是概率波,单个光子或光波和物质波都是概率波,单个光子或粒子的位置是粒子的位置是不确定的不确定的
7、,但在某点附近出现,但在某点附近出现的概率大小可以由波动的规律确定的概率大小可以由波动的规律确定.8.8.不确定关系不确定关系 以以x x表示粒子位置的不确定量,以表示粒子位置的不确定量,以p p表示表示粒子在粒子在x x方向上动量的不确定量,那么方向上动量的不确定量,那么x xp p ,式中,式中h h为普朗克常量为普朗克常量第9页,共18页,编辑于2022年,星期四类型一.光电效应现象【例例1 1】对爱因斯坦光电效应方程对爱因斯坦光电效应方程E Ek k=hhW W0 0,下面的理解正确的有(,下面的理解正确的有()A.A.只要是用同种频率的光照射同一种金属,只要是用同种频率的光照射同一种
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