光电效应与康普顿效应VIP免费

本章内容Contentschapter22radiationofblackbodyphotoelectriceffectandComptoneffectexperimentlawofatomicspectrum黑体辐射光电效应与康普顿效应物质的波粒二像性wave-particledualismofmatter氢原子光谱的实验规律你身边的高考专家光电效应与康普顿效应爱因斯坦与康普顿1923年用X射线通过石墨的散射实验进一步证明光的粒子性。光子与电子碰撞服从能量及动量守恒定律。1905年提出光量子（光子）理论，成功解释光电效应。光电效应实验光束射到金属表面使电子从金属中脱出的现象称为光电效应。光强较强光强较弱频率相同饱和光电流饱和光电流即光电子恰被遏止，不能到达阳极。光电子最大初动能可用遏止电势差与电子电荷乘积的大小来量度。U=-Ui=0a时实验基本规律饱和光电流与光强成正比。在饱和状态下，单位时间由阴极发出的光电子数与光强成正比。光束射到金属表面使电子从金属中脱出的现象称为光电效应。光强较强光强较弱频率相同饱和光电流饱和光电流U=-Ui=0a时光即光电子恰被遏止，不能到达阳极。光电子最大初动能等于反向电场力的功轴截距称为截止频率或红限，，入射光频率小于截止频率时无论光强多大都不能产生光电效应。每种金属有自己的截止频率。时无论光强多弱，光照与电子逸出几乎同时发生。遏止电势差的大小与入射光的频率成线性关系，与光强无关。与材料与材料无关的普适常量有关的常量即光电子最大初动能随入射光频率增大而线性增大，与光强无关。波动理论的困难光量子理论光子能、质、动量式光电效应方程红限、逸出功数据表金属截止频率（10Hz）14逸出功（eV)金属截止频率（10Hz）14逸出功（eV)某些金属和半导体的截止频率（红限）及逸出功钨W10.974.54钙Ca6.552.71钠Na5.532.29钾K5.432.25銣Rb5.152.13銫Cs4.691.94铀U8.763.63铂Pt15.286.33银Ag11.554.78铜Cu10.804.47锗Ge11.014.56硅Si9.904.10硒Se11.404.72铝Al9.033.74锑Sb5.682.35锌Zn8.063.34光子论的成功解释频率一定，光强越大则单位时间打在金属表面的光子数就越多，产生光电效应时单位时间被激发而逸出的光电子数也就越多，故饱和电流与光强成正比。每一个电子所得到的能量只与单个光子的能量有关，即只与光的频率成正比，故光电子的初动能与入射光的频率成线性关系，与光强无关。一个电子同时吸收两个或两个以上光子的概率几乎为零，因此，若金属中电子吸收光子的能量即入射光频率时，电子不能逸出，不产生光电效应。光子与电子发生作用时，光子一次性将能量交给电子，不需要持续的时间积累，故光电效应瞬时即可产生。爱因斯坦因此而获得了1921年诺贝尔物理学奖光电效应例题用波长m的紫外光照射金属钾做光电效应实验，求（1）紫外光子的能量、质量和动量；（2）逸出光电子的最大初速度和相应的遏止电势差。(2)由爱因斯坦方程查表,钾的逸出功A=2.25eV,6.76×10(m·s)5-1代入后解得由截止电势差概念及爱因斯坦方程解得1.3(V)(1)由爱因斯坦光子理论光子能量光子质量光子动量5.68×10(J)-196.31×10(Kg)-361.89×10(Kg·m·s)-27-1康普顿效应概述X射线其光子能量比可见光光子能量大上万倍原子核与内层电子组成的原子实外层电子散射体康普顿最初用石墨，其原子序数不太大、电子结合能不太高。用X射线照射一散射体（如石墨）时，X射线发生散射，散射线中除有波长和入射线相同的成分外，还有波长的成分。这种现象称为康普顿效应。谱线称称称称称波长偏移量或康普顿偏移偏移—散射角实验...