文档介绍:一、光电效应现象
1、光电效应:
光电效应:物体在光(包含不可见光)照射下发射电子现象称为光电效应。
2、光电效应研究结论:
①任何一个金属,全部有一个极限频率,入射光频率必需大于这个极限频率,才能产生光电效应;低于这个频率光不能产生光电效应。②光电子最大初动能和入射光强度无关,只伴随入射光频率增大而增大。注意:从金属出来电子速度会有差异,这里说是从金属表面直接飞出来光电子。③入射光照到金属上时,光电子发射几乎是瞬时,通常不超出10-9s;④当入射光频率大于极限频率时,光电流强度和入射光强度成正比。
光电效应应用:
光电管:光电管阴极表面敷有碱金属,对电子束缚能力比较弱,在光照射下轻易发射电子,阴极发出电子被阳极搜集,在回路中形成电流,称为光电流。
注意:①光电管两极加上正向电压,能够增强光电流。②光电流大小跟入射光强度和正向电压相关,和入射光频率无关。入射光强度越大,光电流越大。③遏止电压U0。回路中光电流伴随反向电压增加而减小,当反向电压U0满足:,光电流将会减小到零,所以遏止电压和入射光频率相关。
4、波动理论无法解释现象:
①不管入射光频率多少,只要光强足够大,总能够使电子取得足够多能量,从而产生光电效应,实际上假如光频率小于金属极限频率,不管光强多大,全部不能产生光电效应。
②光强越大,电子可取得更多能量,光电子最大初始动能应该由入射光强度来决定,实际上光电子最大初始动能和光强无关,和频率相关。
③光强大时,电子能量积累时间就短,光强小时,能量积累时间就长,实际上不管光入射强度怎样微弱,几乎在开始照射一瞬间就产生了光电子.
二、光子说
1、普朗克常量
普郎克在研究电磁波辐射时,提出能量量子假说:物体热辐射所发出电磁波能量是不连续,只能是整数倍,称为一个能量量子。即能量是一份一份。其中辐射频率,是一个常量,称为普朗克常量。
2、光子说
在空间中传输光能量不是连续,而是一份一份,每一份叫做一个光子,光子能量ε跟光频率ν成正比。,其中:是普朗克常量,v是光频率。
三、光电效应方程
1、逸出功W0: 电子脱离金属离子束缚,逸出金属表面克服离子引力做功。
2、光电效应方程:假如入射光子能量大于逸出功W0,那么有些光电子在脱离金属表面后还有剩下动能——依据能量守恒定律,入射光子能量等于出射光子最大初动能和逸出功之和,即
其中是指出射光子最大初动能。
3、 光电效应解释:
①极限频率:金属内部电子通常一次只能吸收一个光子能量,只有入射光子能量大于或等于逸出功W0 即:时,电子才有可能逸出,这就是光电效应存在极限频率原因。
②遏制电压:由和有:,所以遏制电压只和入射光频率相关,和入射光强度无关,这就是光电效应存在遏制电压原因。
四、康普顿效应(表明光子含有动量)
1、康普顿效应:用X射线照射物体时,一部分散射出来X射线波长会变长,这个现象叫康普顿效应。康普顿效应是验证光波粒二象性关键试验之一。
2、康普顿效应意义:证实了爱因斯坦光子假说正确性,揭示了光子不仅含有能量,还含有动量。光子动量为
3、现象解释:碰撞前后光子和电子总能量守恒,总动量也守恒。碰撞前,电子可近似视为静止,碰撞后,电子取得一定能量和动量, X光子能量和动量减小,所以X射线光子波长λ变长。
高考考点:原子物理考点分析
历史人物及相关成就
汤姆生:发觉电子,并提出原子枣糕模型 ——说明原子可再分
卢瑟福:粒子散射试验——说明原子核式结构模型
发觉质子
查德威克:发觉中子
:发觉正电子
贝克勒尔:发觉天然放射现象——说明原子核可再分
爱因斯坦:质能方程,
玻尔:提出玻尔原子模型,解释氢原子线状光谱
密立根:油滴试验——测量出电子电荷量
核反应四种类型
类型
可控性
核反应方程典例
衰变
衰变
自发
衰变
自发
卢瑟福发觉质子
人工转变
人工控制
查德威克发觉中子
发觉放射性同位素,同时发觉正电子
重核裂变
比较轻易进行人工控制
轻核聚变
除氢弹外无法控制
提醒:
核反应过程通常全部是不可逆,所以核反应方程只能用单箭头表示反应方向,不能用等号连接。
核反应生成物一定要以试验事实为基础,不能凭空只依据两个守恒定律杜撰出生成物来写出核反应方程
核反应遵照质量数守恒而不是质量守恒,遵照电荷数守恒
三种射线比较
种类
速度
C
在电磁场中
偏转
和a射线反向偏转
不偏转
贯穿本事
最弱,用纸能挡住