第四章 2 光电效应（第2课时 康普顿效应　光的波粒二象性）（课件）—2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修第三册18张PPT

2　光电效应
第四章 原子结构与波粒二象性
第2课时　康普顿效应　光的波粒二象性
选修第三册 人教版
学习目标
1.了解康普顿效应及其意义.
2.了解光的波粒二象性．
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知识梳理
一、康普顿效应和光子的动量
1．康普顿效应：在研究石墨对X射线的散射时，发现在散射的X射线中，除了与入射波长λ0相同的成分外，还有波长大于λ0的成分，这个现象称为康普顿效应．
假定光子与电子发生弹性碰撞，按照爱因斯坦的光子说，一个光子不仅具有能量ε＝hν，而且还有动量．如图1所示，这个光子与静止的电子发生弹性碰撞，光子把部分动量转移给了电子，动量由h????减h????‘小为，因此p减小，波长增大．
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2．康普顿效应的解释
图1
3．康普顿效应的意义：康普顿效应表明光子不仅具有能量而且具有动量．康普顿效应进一步揭示了光的粒子性，也再次证明了爱因斯坦光子说的正确性．
4．光子的动量
(1)表达式：p＝h????.
(2)说明：在康普顿效应中，当入射的光子与晶体中的电子碰撞时，要把一部分动量转移给电子，光子的动量可能变小．因此，有些光子散射后波长变大．
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二、光的波粒二象性
1．光的波动性
实验基础：光的干涉和衍射．
2．光的粒子性
(1)实验基础：光电效应、康普顿效应．
(2)表现：①当光同物质发生作用时，这种作用是“一份一份”进行的，表现出粒子的性质；②少量或个别光子容易显示出光的粒子性．
(3)说明：①粒子的含义是“不连续”“一份一份”的；②光子不同于宏观观念的粒子．
3．光的干涉、衍射、偏振现象表明光具有波动性，光电效应和康普顿效应表明光具有粒子性，光既具有波动性，又具有粒子性，即光具有波粒二象性．
例题
1.（2021·新疆模拟）关于光电效应和康普顿效应的规律，下列说法正确的是（?? ）
A.?光电效应中，金属板向外发射的光电子又可以叫做光子
B.?在光电效应实验中，光照时间越长光电流越大
C.?对于同种金属而言，遏止电压与入射光的频率无关
D.?石基对Ｘ射线散射时，部分Ｘ射线的散射光波长会变长，这个现象称为康普顿效应
参考答案
【答案】 D
【考点】光电效应，康普顿效应
【解析】【解答】A．光电效应中，金属板向外发射的光电子是电子，不可以叫光子，A不符合题意；
B．在光电效应实验中，光电流的大小与光照时间无关，B不符合题意；
C．根据 ????????????=12????????????2=h?????
例题
2.关于康普顿效应，下列说法正确的是（?? ）
A.?康普顿效应证明光具有波动性
B.?康普顿在研究石墨对X射线的散射时发现，在散射的X射线中，有些波长变短了
C.?康普顿在研究石墨对X射线的散射时发现，在散射的X射线中，有些波长变长了
D.?康普顿效应可用经典电磁理论进行解释
【答案】C
【考点】物质波
【解析】【解答】解：A、康普顿效应揭示了光具有粒子性，故A错误； BC、在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，则动量减小，根据 ????=h????，知波长变长，故B错误，C正确；
D、光电效应和康普顿效应都无法用经典电磁理论进行解释，D错误；
故选：C．
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参考答案
例题
3.康普顿效应表明光子除具有能量外，还具有________，深入揭示了光的________性的一面．
【考点】光的波粒二象性，光电效应
【解析】【解答】康普顿效应中，光子与静止电子碰撞后光子的频率发生了变化，使用动量守恒定律与能量守恒定律可以解释该现象，表明光子除具有能量外，还具有动量，深入揭示了光的粒子性的一面．
故答案为：动量，粒子
参考答案
例题
4.（2021高二下·东莞月考）下列说法中正确的是（?? ）
A.?康普顿效应揭示了光的波动性
B.?按照波尔理论，氢原子核外电子从半径较大的轨道跃迁到半径较小的轨道时，电子的动能增加，原子的能量减小
C.?在相同速率情况下，利用质子流比利用电子流制造的显微镜将有更高的分辨率
D.?对于同种金属产生光电效应时，逸出光电子的最大初动能 与入射光的频率成正比
【答案】 B,C
【考点】光电效应，康普顿效应
【解析】【解答】A．康普顿效应揭示了光的粒子性，A不符合题意；
B．按照波尔理论，氢原子核外电子从半径较大的轨道跃迁到半径较小的轨道时，向外辐射能量，电子的动能增加，原子的能量减小，B符合题意；
参考答案
C．相同速率情况下，质子流的动量大于电子流，根据 ????=h????
可知质子流的波长比利用电子流小，衍射现象不明显，则有更高的分辨率，C符合题意；
D．对于同种金属产生光电效应时，根据 ????????????=h?????????逸出功
可知，逸出光电子的最大初动能 随入射光的频率增大而增大，但不是正比关系，D不符合题意。
故答案为：BC。
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