2013粤教版选修(3-5)2.3《康普顿效应及其解释》word学案

《2013粤教版选修(3-5)2.3《康普顿效应及其解释》word学案》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、2.3康普顿效应及其解释学案【学习目标】（1）了解什么是康普顿效应。（2）知道光子是具有动量的，并了解光子动量的表达式。（3）了解康普顿效应用光的电磁理论解释遇到的困难，了解康普顿是如何解释康普顿效应的。【学习重点】康普顿效应及其解释【知识要点】康普顿效应（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。（2）康普顿效应1923年康普顿在做X射线通过物质散射的实验时，发现散射线中除有与入射线波长相同的射线外，还有比入射线波长更长的射线，其波长的改变量与散射角有关，而与入射线波长和散射物质都无关。（3）康普顿散射的实验装置与规律：按经典电磁理

2、论：如果入射X光是某种波长的电磁波，散射光的波长是不会改变的！散射中出现的现象，称为康普顿散射。康普顿散射曲线的特点：①除原波长外出现了移向长波方向的新的散射波长②新波长随散射角的增大而增大。波长的偏移为波长的偏移只与散射角有关，而与散射物质种类及入射的X射线的波长无关，=0.0241Å=2.41×10-3nm（实验值）称为电子的Compton波长只有当入射波长与可比拟时，康普顿效应才显著，因此要用X射线才能观察到康普顿散射，用可见光观察不到康普顿散射。（4）经典电磁理论在解释康普顿效应时遇到的困难①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

3、射光频率，所以它所发射的散射光频率应等于入射光频率。②无法解释波长改变和散射角的关系。（5）光子理论对康普顿效应的解释①若光子和外层电子相碰撞，光子有一部分能量传给电子，散射光子的能量减少，于是散射光的波长大于入射光的波长。②若光子和束缚很紧的内层电子相碰撞，光子将与整个原子交换能量，由于光子质量远小于原子质量，根据碰撞理论，碰撞前后光子能量几乎不变，波长不变。③因为碰撞中交换的能量和碰撞的角度有关，所以波长改变和散射角有关。（6）康普顿散射实验的意义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

4、定律仍然是成立的。（7）光子的能量和动量说明：动量能量是描述粒子的，频率和波长则是用来描述波的【达标训练】1、光照射到金属表面上，能使金属中的_________从表面逸出，这种现象称之为______________，逸出的电子也叫____________，使电子脱离金属表面所做的功的最小值叫____________，这种现象说明光具有____________性。2、经典的电磁理论只能解释光是一种，它有____________、____________等波特有的现象，但它不能解释光电效应。爱因斯坦对光电效应的解释是：光本身就是由一个一个不可分割的____________组成的，每一

5、个光的能量子被称为一个____________，这就是爱因斯坦的_________说。3、爱因斯坦认为，在光电效应中，金属中的电子吸收一个频率为ν的光子获得的能量是_________，这些能量中的一部分用来克服金属的____________，剩下的表现为逸出的光电子的____________，用公式表示为____________________，这就是著名的爱因斯坦光电效应方程。4、光在介质中与物质微粒相互作用，因而_______________发生改变，这种现象叫光的___________。美国物理学家____________在研究石墨对X射线的散射时，发现在散射的X射线中，除

6、了与入射波长相同的成份外，还有波长__________入射波长的成份，这个现象称为康普顿效应。5、根据爱因斯坦狭义相对论中的质能方程E＝mc2和光子能量ε＝hν，每个光子的质量是__________，按照动量的定义，每个光子的动量为______________或______________。所以光子具有能量、质量、动量，表现出光具有_____________性。6、在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连，用弧光灯照射锌板时，验电器指针张开一个角度，如图所示，这时()A．锌板带正电，指针带负电B．锌板带正电，指针带正电C．锌板带负电，指针带正电D．锌板带负电，

7、指针带负电7、对于任何一种金属，必须满足下列哪种条件，才能发生光电效应()A．入射光的强度大于某一极限强度B．入射光的波长大于某一极限波长C．入射光照射时间大于某一极限时间D．入射光的频率大于某一极限频率8、某种频率的光射到金属表面上时，金属表面有电子逸出，若光的频率不变而强度减弱，那么下述结论中正确的是()A．光的强度减弱到某一数值时，就没有电子逸出B．逸出的电子数减少C．逸出的电子数和最大初动能都减小D．逸出的电子最大初动能不变9、用两束频率相同，强度不同的紫外线去照射两种不