知识讲解 光的粒子性.pdf

高中物理 物理总复习：光的粒子性 【考纲要求】 1、理解光子说及其对光电效应的解释 2、理解爱因斯坦光电效应方程并会用来解决简单问题 3、了解光既具有波动性，又具有粒子性 4、了解光是一种概率波。 【考点梳理】 考点一、黑体与黑体辐射 要点诠释： 1、热辐射 固体或液体，在任何温度下都在发射各种波长的电磁波，这种由于物体中的分子、原子 受到激发而发射电磁波的现象称为热辐射。 2、黑体与黑体辐射 能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体称为绝对黑体，简称黑体。 不透明的材料制成带小孔的的空腔 ,可近似看作黑体。如果 在一个空腔壁上开一个很小的孔，如图所示，那么射入小孔的电 磁波在空腔内表面发生多次反射和吸收，最终不能从空腔射出， 这个小孔就成为了一个绝对黑体。 对图中的空腔加热，空腔内的温度升高，小孔就成了不同温 度下的导体，从小孔向外的辐射就是黑体辐射。 研究黑体辐射的规律是了解一般物体热辐射性质的基础。实 验表明黑体辐射强度按波长的分布只与黑体的温度有关。 利用分光技术和热电偶等设备就能测出它所辐射的电磁波强度按波长的分布情况。如下 图画出了四种温度下黑体热辐射的强度与波长的关系： 从中可以看出，随着温度的升高，一方面各种波长的辐射强度都有增加；另一方面，辐 射强度的极大值向波长较短的方向移动。 3、能量子 辐射黑体分子、原子的振动可看作谐振子，这些谐振子可以发射和吸收辐射能。 但是这些谐振子只能处于某些分立的状态，在这些状态中，谐振子的能量并不象经典物 理学所允许的可具有任意值。相应的能量是某一最小能量 ε （称为能量子）的整数倍，即： ε, 1ε, 2ε, 3ε, ... nε. n 为正整数，称为量子数。 高中物理 高中物理     对于频率为 的谐振子最小能量为 h ，其中 是电磁波的频率，h 是一个常量，后 被称为普朗克常量，其值为 h=6.626× 10-34J· s 。 宏观世界中我们说的能量值是连续的，而普朗克的假设则认为微观粒子的能量是量子化 的，或者说微观粒子的能量是分立的。 借助于能量子的假设，普朗克得出了黑体辐射的强度按波长分布的公式，如图所示，与 实验符合令人击掌叫绝。 考点二、光电效应 要点诠释： 1、光电效应现象 用紫外线照射与验电器相连的不带电的锌板时，验电器的金属箔张开，验电器上带正电， 表明有电子从金属表面飞出。 在光（包括不可见光）的照射下从物体发射出电子的现象，叫光电效应。光电效应中发 射出来的电子叫光电子。实验表明，不仅紫外线能产生光电效应，对于碱金属，例如：锂、 钠、钾、铯等，用可见光照射也能产生光电效应。 2 、光电效应实验 在光（包括不可见光）的照射下从物体发射出电子的现象，叫光电效应。光电效应中发 射出来的电子叫光电子。光电子定向移动形成的电流叫光电流。 研究光电效应规律的实验装置如图，阴极 K 和阳极 A 是密封在真空玻璃管中的两个电 极，K 在受到光照时能够发射光电子。电源加在 K 与 A 之间的电压大小可以调整，正负极 也可以对调。电源按图示极性连接时，阳极A 吸收阴极 K 发出的光电子，在电路中形成了 光电流。利用这个图示的电路就可以研究光电流和照射光的强度、光的频率 （颜色）等物理 量之间的关系。 高中物理 高中物理 3 、光电效应规律 （1）存在着饱和光电流I 与入射光强度成正比。 s a.在光照条件不变的情况下，随着所加电压的增加，光电流趋于一个饱和值 b.入射光越强，饱和电流越大 如果用一定频率和强度的单色光照射阴极 K，改变加在A 和 K 两极间的电压 U ，测量