高三物理高三第一轮复习：量子论初步粤教版.doc

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1、高三物理高三第一轮复习：量子论初步粤教版【本讲教育信息】一.教学内容：量子论初步二.要点扫描（一）光电效应1.现象：在光（包括不可见光）照射下物体发射出电子的现象叫光电效应现象；所发射的电子叫光电子；光电子定向移动所形成的电流叫光电流。2.光电效应规律（1）任何一种金属都有一个极限频率，入射光必须大于这个极限频率才能产生光电效应.（2）光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随着入射光的频率增大而增大.（3）当入射光的频率大于极限频率时，光电流的强度与入射光的强度成正比.（4）从光照射到产生光电流的时间不超

2、过s，几乎是瞬时产生的.说明：（1）光电效应规律“光电流的强度与入射光的强度成正比”中“光电流的强度指的是光电流的最大值（亦称饱和值），因为光电流未达到最大值之前，其值大小不仅与入射光的强度有关，还与光电管两极间的电压有关.只有在光电流达到最大以后才和入射光的强度成正比.（2）这里所说“入射光的强度”，指的是单位时间内照射到金属表面单位面积上的光子的总能量，在入射光频率不变的情况下，光强正比于单位时间内照射到金属表面上单位面积的光子数.但若换用不同频率的光照射，即使光强相同，单位时间内照射到金属表面单位面积

3、的光子数也不相同，因而从金属表面逸出的光电子数也不相同，形成的光电流也不同.（二）光子说1.光电效应规律中（1）、（2）、（4）条是经典的光的波动理论不能解释的，（1）极限频率光的强度由光波的振幅A决定，跟频率无关，只要入射光足够强或照射时间足够长，就应该能发生光电效应.（2）光电子的最大初动能与光强无关，（3）波动理论还解释不了光电效应发生的时间之短10－9s能量积累是需要时间的2.光子说却能很好地解释光电效应.光子说认为：（1）空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光子.（2）光子的能量

4、跟它的频率成正比，即E＝hv＝hc／λ式中的h叫做普朗克恒量，h＝6.610＿34J·s.爱因斯坦利用光子说解释光电效应过程：入射光照到金属上，有些光子被电子吸收，有些没有被电子吸收；吸收了光子的电子（a、b、c、e、g用心爱心专心）动能变大，可能向各个方向运动；有些电子射出金属表面成为光电子（b、c、g），有些没射出（a、e）；射出金属表面的电子克服金属中正电荷引力做的功也不相同；只有从金属表面直接飞出的光电子克服正电荷引力做的功最少（g），飞出时动能最大。如果入射光子的能量比这个功的最小值还小，那就不能

5、发生光电效应。这就解释了极限频率的存在；由于光电效应是由一个个光子单独引起的，因此从有光照射到有光电子飞出的时间与照射光的强度无关，几乎是瞬时的。这就解释了光电效应的瞬时性。（3）爱因斯坦光电效应方程：Ek=hv－W（Ek是光电子的最大初动能；W是逸出功，即从金属表面直接飞出的光电子克服正电荷引力所做的功。）说明：（1）光电效应现象是金属中的自由电子吸收了光子的能量后，其动能足以克服金属离子的引力而逃逸出金属表面，成为光电子.不要将光子和光电子看成同一粒子.（2）对一定的金属来说，逸出功是一定的.照射光的频

6、率越大，光子的能量越大，从金属中逸出的光电子的初动能就越大.如果入射粒子的频率较低，它的能量小于金属的逸出功，就不能产生光电效应，这就是存在极限频率的原因.（三）康普顿效应光子在介质中和物质微粒相互作用，可能使得光的传播方向转向任何方向（不是反射），这种现象叫做光的散射。在研究电子对X射线的散射时发现：有些散射波的波长比入射波的波长略大。康普顿认为这是因为光子不仅有能量，也具有动量。实验结果证明这个设想是正确的。因此康普顿效应也证明了光具有粒子性。（四）光的波粒二象性1、干涉、衍射和偏振表明光是一种波；光电

7、效应和康普顿效应表明光是一种粒子，因此现代物理学认为：光具有波粒二象性。2、大量光子的传播规律体现为波动性；频率低、波长长的光，其波动性越显著.3、个别光子的行为体现为粒子性；频率越高、波长越短的光，其粒子性越显著.4、光在传播过程中往往表现出波动性；在与物质发生作用时往往表现为粒子性；光既具有波动性，又具有粒子性，为说明光的一切行为，只能说光具有波粒二象性.说明：光的波粒二象性可作如下解释：（1）既不可把光当成宏观观念中的波，也不可把光当成微观观念中的粒子.（2）大量光子产生的效果往往显示出波动性，个别光

8、子产生的效果往往显示出粒子性；频率超低的光波动性越明显，频率越高的光粒子性越明显.（3）光在传播过程中往往显示波动性，在与物质作用时往往显示粒子性.用心爱心专心（4）由E=hv，p=h/λ看出，光的波动性和粒子性并不矛盾：表示粒子性的粒子能量和动量的计算式中都含有表示波的特征的物理量——频率γ和波长λ。（5）由以上两式和波速公式c=λv还可以得出：E=pc（6）对干涉现象理解：①对亮条纹的解释：波动说：同频率的两