光电效应 波粒二象性
知识点一、光电效应
1.定义
照射到金属表面的光,能使金属中的电子从表面逸出的现象。
2.光电子
光电效应中发射出来的电子。
3.光电效应规律
(1)每种金属都有一个极限频率,入射光的频率必须大于这个极限频率才能产生光电效应。低于这个频率的光不能产生光电效应。
(2)光电子的最大初动能与入射光的强度无关,只随入射光频率的增大而增大。
(3)光电效应的发生几乎瞬时的,一般不超过$10^{-9}s$。
(4)当入射光的频率大于极限频率时,饱和光电流的强度与入射光的强度成正比。
知识点二、爱因斯坦光电效应方程
1.光子说
在空间传播的光是不连续的,而是一份一份的,每一份叫做一个光的能量子,简称光子,光子的能量$ε=hν$。
其中$h=6.63×10^{-34}J·s$。(称为普朗克常量)
2.逸出功W0
使电子脱离某种金属所做功的最小值。
3.最大初动能
发生光电效应时,金属表面上的电子吸收光子后克服原子核的引力逸出时所具有的动能的最大值。
4.爱因斯坦光电效应方程
(1)表达式:$Ek=hν-W_0$。
(2)物理意义:金属表面的电子吸收一个光子获得的能量是hν,这些能量的一部分用来克服金属的逸出功W0,剩下的表现为逸出后光电子的最大初动能$Ek=\frac{1}{2}m_e v^2$。
知识点三、光的波粒二象性与物质波
1.光的波粒二象性
(1)光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有波动性。
(2)光电效应说明光具有粒子性。
(3)光既具有波动性,又具有粒子性,称为光的波粒二象性。
2.物质波
(1)概率波
光的干涉现象是大量光子的运动遵守波动规律的表现,亮条纹是光子到达概率大的地方,暗条纹是光子到达概率小的地方,因此光波又叫概率波。
(2)物质波
任何一个运动着的物体,小到微观粒子大到宏观物体都有一种波与它对应,其波长$λ=h/p$,p为运动物体的动量,h为普朗克常量。
原子的核式结构模型
在汤姆孙发现电子后,科学家们对于原子中正负电荷的分布提出了许多模型,其中影响最大的是汤姆孙1898年提出的一种模型,汤姆孙认为,原子是一个球体,正电核均匀分布在整个球内,而电子都象布丁中的葡萄干那样镶嵌在内,有人形象地把汤姆孙模型称为“西瓜模型”或“枣糕模型”。
α粒子散射实验
1909~1911年,英国物理学家卢瑟福和他的助手们进行了α粒子散射实验。
1、绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来方向前进。
2、少数α粒子发生了较大的偏转。
3、有极少数α粒子的偏转超过了90°,有的甚至几乎达到180°。
α粒子散射实验解释
1、绝大多数粒子不偏移→原子内部绝大部分是“空”的。
2、少数粒子发生较大偏转→原子内部有“核”存在。
3、极少数粒子被弹回→作用力很大;质量很大;电量集中。
原子的核式结构模型提出
在原子的中心有一个很小的核,叫做原子核。原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里,带负电的电子在核外空间绕着核旋转。
原子的核式结构模型
原子核的电荷与尺度
根据卢瑟福的原子核式模型和α粒子散射的实验数据,可以推算出各种元素原子核的电荷数,还可以估计出原子核的大小。
1、原子的半径约为$10^{-10}$m、原子核半径约是$10^{-15}$m,原子核的体积只占原子的体积的十万分之一。
2、原子核所带正电荷数与核外电子数以及该元素在周期表内的原子序数相等。
3、电子绕核旋转所需向心力就是核对它的库仑力。
相关链接:近代物理初步高中知识点
相关链接: 物理学史
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