2019_2020学年高中物理第2章波粒二象性第3节康普顿效应及其解释第4节光的波粒二象性课件粤教版选修3_52.ppt

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1、第三节　康普顿效应及其解释第四节　光的波粒二象性4．频率为ν的光照射某种金属材料，产生光电子的最大初动能为Ek，若以频率2ν的光照射同一金属材料，则光电子的最大初动能是()A．2EkB．Ek＋hνC．Ek－hνD．Ek＋2hν【答案】B【解析】根据爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W知：当入射光的频率为ν时，可计算出该金属的逸出功W＝hν－Ek.当入射光的频率为2ν时，光电子的最大初动能为Ek′＝2hν－W＝Ek＋hν.所以选B.一、康普顿效应及其解释1．康普顿效应(1)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

2、________的光现象．(2)康普顿效应：在光的散射中，部分散射光的波长________，波长的改变与散射角有关．(3)光子的能量为E＝________，光子的动量为p＝_______.被散射变长hν2．康普顿对散射光波长变化的解释(1)散射光波长的变化，是入射光子与物质中的______发生碰撞的结果．(2)物质中电子的动能比________________小很多，电子可以看做是静止的．(3)光子与电子作用过程中，总能量、总动量均______．(4)光子因与电子相碰，有一部分能量和动量给了电子，光子的能量和动量均_____

3、___了，这样，散射光的________也就变长了．3．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，深入揭示了光的________性的一面．电子入射光子的能量守恒减小波长粒子二、光的波粒二象性1．光的波粒二象性的本质(1)双缝干涉实验装置如图所示．(2)实验要求：降低光源S的强度，直到入射光减弱到没有两个光子同时存在的程度．(3)实验结果：①短时间，感光片上呈现杂乱分布的________．②较长时间，感光片上呈现模糊的________．③长时间，感光片上形成清晰的___________．(4)实验结论：

4、光既有波动性，又有粒子性，光具有波粒二象性．亮点亮纹干涉图样2．概率波(1)对干涉实验中明暗条纹的解释每个光子按照一定的概率落在感光片的某一点，概率大的地方落下的光子多，形成________，概率小的地方落下的光子少，形成________．(2)光波是一种________，干涉条纹是光子的感光片上各点概率分布的反映．亮纹暗纹概率波光电效应和康普顿效应证明了光的什么性质？两种效应发生的条件是什么？【答案】证明了光的粒子性，两种效应取决于入射光的波长，当X射线或γ射线入射时，产生康普顿效应，当可见光或紫外线入射时，主要产生光电效

5、应．1．实验结果1918—1922年，美国物理学家康普顿在研究石墨对X射线的散射时，发现散射的X射线中，除有与入射线波长相同的射线外，还有波长比入射线波长更长的射线．人们把这种波长变化的现象叫做康普顿效应．康普顿效应2．光子说对康普顿效应的解释假定X射线光子与电子发生空气弹性碰撞，这种碰撞跟台球比赛中的两球碰撞很相似．按照爱因斯坦的光子说，一个X射线光子不仅具有能量E＝hν，而且还有动量．如图所示．这个光子与静止的电子发生弹性斜碰，光子把部分能量转移给了电子，能量由hν减小为hν′，因此频率减小，波长增大．同时，光子还使电子

6、获得一定的动量．这样就圆满地解释了康普顿效应．例1白天的天空各处都是亮的，是大气分子对太阳光散射的结果．美国物理学家康普顿由于在这方面的研究而荣获了1927年的诺贝尔物理学奖．假设一个运动的光子和一个静止的自由电子碰撞以后，电子向某一个方向运动，光子沿另一方向散射出去，则这个散射光子跟原来的光子相比()A．频率变大B．速度变小C．光子能量变大D．波长变长1.(2018年茂名检测)关于康普顿效应下列说法中正确的是()A．石墨对X射线散射时，部分射线的波长变长短B．康普顿效应仅出现在石墨对X射线的散射中C．康普顿效应证明了光的波

7、动性D．光子具有动量【答案】D1．光的粒子性的含义粒子的含义是“不连续”“一份一份”的，光的粒子即光子，不同于宏观概念的粒子，但也具有动量和能量．(1)当光同其他物质发生作用时，表现出粒子的性质．(2)少量或个别光子易显示出光的粒子性．(3)频率高，波长短的光，粒子性特征显著．对光的波粒二象性的理解2．光的波动性的含义光的波动性是光子本身的一种属性，它不同于宏观的波，它是一种概率波，即光子在空间各点出现的可能性大小(概率)可用波动规律描述：(1)足够能量的光(大量光子)在传播时，表现出波的性质．(2)频率低，波长长的光，波动

8、性特征显著．3．光的波动性，粒子性是统一的(1)光的粒子性并不否定光的波动性，光既具有波动性，又具有粒子性，波动性、粒子性都是光的本质属性，只是在不同条件下的表现不同．(2)只有从波粒二象性的角度，才能统一说明光的各种表现．例2下列有关光的波粒二象性的说法中，正确的是()A．有的光是波，有