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17.2 光的粒子性
第二课时
爱因斯坦光子假说圆满解释了光电效应,但当时并未被物理学家们广泛承认,因为它完全违背了光的波动理论。
光电效应理论的验证
一.密里根的“光电效应”实验
练习
课本例题P33
分析
由上面讨论结果
对于一定金属,逸出功W0是确定的,电子电荷e和普朗克常量h都是常量。
所以遏止电压UC与光的频率ν之间是线性关系
练习
分析
由上面讨论结果
遏止电压Uc与光电子的最大初动能Ek有关
Ek越大, Uc越高;Uc为零,Ek为零,即没有光电子
所以与遏止电压Uc=0对应的频率应该是截止频率νc
爱因斯坦由于对光电效应的理论解释和对理论物理学的贡献获得1921年诺贝尔物理学奖
密立根由于研究基本电荷和光电效应,特别是通过著名的油滴实验,证明电荷有最小单位。获得1923年诺贝尔物理学奖
。
练习
课本P36
5、根据图17.2-2所示研究光电效应的电路,利用能够产生光电效应的两种(或多种)已知频率的光来进行实验,怎样测出普朗克常量?根据实验现象说明实验步骤和应该测量的物理量,写出根据本实验计算普朗克常量的关系式。
分析:阳极与电源负极相接
阴极与电源正极相接
测出两种不同频率ν1、ν2光的遏止电压U1、U2
代入公式:
当入射光频率分别为ν1、ν2时,测出遏止电压U1、U2,由爱因斯坦光电效应方程可得
联立上两式,解得
其中e为电子的电量,测出U1与U2就可测出普朗克常量
实验步骤:
(1)将图17.2-2电路图电源正负对调,滑动变阻器滑动触头滑至最左边,用频率为ν1 的光照射,此时电流表中有电流。
将滑动变阻器滑动触头缓慢右滑,
同时观察电流表,当电流表示数为零时,停止滑动。
记下伏特表的示数U1。
(2)用频率为ν2的光照射,重复(1)的操作,记下伏特表的示数U2。
(3)应用 计算h。
(4)多次测量取平均值。
1.光的散射
光在介质中与物质微粒相互作用,因而传播方向发生改变,这种现象叫做光的散射
二.康普顿效应
康普顿正在测晶体对X 射线的散射
二.康普顿效应
根据经典电磁波理论,当电磁波通过物质时,物质中带电粒子将作受迫振动,其频率等于入射光频率,所以它所发射的散射光频率应等于入射光频率。
3.光子理论对康普顿效应的解释
1.有力地支持了爱因斯坦“光量子”假设;
2.首次在实验上证实了“光子具有动量”的假设;
3.证实了在微观世界的单个碰撞事件中,动量和能量守恒定律仍然是成立的。
康普顿,1927年获诺贝尔物理学奖
(1892-1962)美国物理学家
1925—1926年,吴有训用银的X射线(?0 =5.62nm)
为入射线, 以15种轻重不同的元素为散射物质,
5.吴有训对研究康普顿效应的贡献
1923年,参加了发现康普顿效应的研究工作.
对证实康普顿效应作出了
重要贡献。
三.光子的动量
动量和能量是描述粒子的,
频率和波长则是用来描述波的;
光具有波粒二象性!
本部分内容讲解结束
再见!!