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1、第十七章第十七章第十七章第十七章 波粒二象性波粒二象性波粒二象性波粒二象性2021/6/301第十七章第十七章第十七章第十七章 波粒二象性波粒二象性波粒二象性波粒二象性一、定义两列两列或几列几列光波在空间相遇时相互叠加，在某些区域始终加强，在另一些区域则始终削弱，形成稳定的强弱分布稳定的强弱分布的现象。二、杨氏双缝干涉装置波的干涉波的干涉2021/6/302第十七章第十七章第十七章第十七章 波粒二象性波粒二象性波粒二象性波粒二象性2021/6/303第十七章第十七章第十七章第十七章 波粒二象性波粒二象性波粒二象性波粒二象性波的衍射波的衍射一、定义光在传播过程中，遇到障碍物遇到障碍物或小孔小孔时
2、，光将偏离直线传播的途径而绕到障碍物后面传播绕到障碍物后面传播的现象，叫光的衍射。 光的衍射和光的干涉一样证明了光具有波动性证明了光具有波动性。二、衍射装置2021/6/304第十七章第十七章第十七章第十七章 波粒二象性波粒二象性波粒二象性波粒二象性2021/6/305第十七章第十七章第十七章第十七章 波粒二象性波粒二象性波粒二象性波粒二象性2021/6/306第十七章第十七章第十七章第十七章 波粒二象性波粒二象性波粒二象性波粒二象性重庆市石柱中学校 姚国均2021/6/307第十七章第十七章第十七章第十七章 波粒二象性波粒二象性波粒二象性波粒二象性2021/6/308第十七章第十七章第十七章
3、第十七章 波粒二象性波粒二象性波粒二象性波粒二象性用弧光灯照射擦得很用弧光灯照射擦得很亮的锌板，亮的锌板，(注意用导注意用导线与不带电的验电器线与不带电的验电器相连），相连），使验电使验电 器张器张角增大，再用与丝绸角增大，再用与丝绸磨擦过的玻璃棒去靠磨擦过的玻璃棒去靠近锌板，则验电器的近锌板，则验电器的指针张角会更大。指针张角会更大。光电效应现象光电效应现象表明锌板在射线照射下失去电子而带正电.2021/6/309第十七章第十七章第十七章第十七章 波粒二象性波粒二象性波粒二象性波粒二象性通过实验得出以下结论通过实验得出以下结论： 当入射光的频率大于极限频率时，入射光越强，当入射光的频率大于极
4、限频率时，入射光越强，当入射光的频率大于极限频率时，入射光越强，当入射光的频率大于极限频率时，入射光越强，饱和电流越大；饱和电流越大；饱和电流越大；饱和电流越大； 光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随着入射光的频率增大而增大；着入射光的频率增大而增大；着入射光的频率增大而增大；着入射光的频率增大而增大； 对于任何一种金属，都有一个截止频率，入射光对于任何一种金属，都有一个截止频率，入射光对于任何一种金属，都有一个截止频率，入射光对于任何一种金属，都有一个截止频率，
5、入射光的频率必须大于这个截止频率，才能发生光电效应，的频率必须大于这个截止频率，才能发生光电效应，的频率必须大于这个截止频率，才能发生光电效应，的频率必须大于这个截止频率，才能发生光电效应，低于这个频率就不能发生光电效应；低于这个频率就不能发生光电效应；低于这个频率就不能发生光电效应；低于这个频率就不能发生光电效应； 入射光照到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时入射光照到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时入射光照到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时入射光照到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过的，一般不超过的，一般不超过的，一般不超过1010-9-9秒秒秒秒. . 光电效应的实验规律光电效
6、应的实验规律（1）存在饱和电流）存在饱和电流(2)存在存在遏止电压和截止频遏止电压和截止频率率(3)具有瞬时性具有瞬时性2021/6/3010第十七章第十七章第十七章第十七章 波粒二象性波粒二象性波粒二象性波粒二象性放大器放大器控制机构控制机构 可以用于自动控制，可以用于自动控制，可以用于自动控制，可以用于自动控制，自动计数、自动报警、自动计数、自动报警、自动计数、自动报警、自动计数、自动报警、自动跟踪等。自动跟踪等。自动跟踪等。自动跟踪等。光电效应在近代技术中的应用光电效应在近代技术中的应用1.1.1.1.光控继电器光控继电器光控继电器光控继电器可对微弱光线进行放大，可对微弱光线进行放大，可
7、对微弱光线进行放大，可对微弱光线进行放大，可使光电流放大可使光电流放大可使光电流放大可使光电流放大10105 510108 8 倍，灵敏度倍，灵敏度倍，灵敏度倍，灵敏度高，用在工程、天文、高，用在工程、天文、高，用在工程、天文、高，用在工程、天文、科研、军事等方面科研、军事等方面科研、军事等方面科研、军事等方面。2.2.2.2.光电倍增管光电倍增管光电倍增管光电倍增管2021/6/3011第十七章第十七章第十七章第十七章 波粒二象性波粒二象性波粒二象性波粒二象性康康普普顿顿效效应应康康普普顿顿效效应应(1892-1962)美国物理学家美国物理学家2021/6/3012第十七章第十七章第十七章第
8、十七章 波粒二象性波粒二象性波粒二象性波粒二象性 光在介质中与物质微粒相互光在介质中与物质微粒相互作用作用,因而传播方向发生改变因而传播方向发生改变,这这种现象叫做种现象叫做光的散射光的散射2.2.康普顿效应康普顿效应 19231923年康普顿在做年康普顿在做 X 射线射线通过物质散射的实验时，发现通过物质散射的实验时，发现散射线中除有与入射线波长散射线中除有与入射线波长0 0相同的射线外，还有相同的射线外，还有波长波长比比0 0更更大大的的成分成分。康普顿效应康普顿效应康普顿正在测晶体康普顿正在测晶体康普顿正在测晶体康普顿正在测晶体对对对对X X 射线的散射射线的散射射线的散射射线的散射1.
9、1.光的散射光的散射2021/6/3013第十七章第十七章第十七章第十七章 波粒二象性波粒二象性波粒二象性波粒二象性1.1.有力地支持了爱因斯坦有力地支持了爱因斯坦“光量子光量子”假设；假设； 2.2.首次在实验上证实了首次在实验上证实了“光子具有动量光子具有动量”的假设；的假设；3.3.证实了证实了在微观世界的单个碰撞事件中，动量和在微观世界的单个碰撞事件中，动量和能量守恒定律仍然是成立的。能量守恒定律仍然是成立的。康普顿的成功也不是一帆风顺的，在他早期的康普顿的成功也不是一帆风顺的，在他早期的几篇论文中，一直认为散射光频率的改变是由于几篇论文中，一直认为散射光频率的改变是由于“混进来了某种
10、荧光辐射混进来了某种荧光辐射”；在计算中起先只；在计算中起先只考虑能量守恒，后来才认识到还要用动量守恒。考虑能量守恒，后来才认识到还要用动量守恒。康普顿于康普顿于19271927年获诺贝尔物理奖。年获诺贝尔物理奖。康普顿散射实验的意义康普顿散射实验的意义2021/6/3014第十七章第十七章第十七章第十七章 波粒二象性波粒二象性波粒二象性波粒二象性19251926年，吴有训用银的年，吴有训用银的X射线射线( 0 =5.62nm) 为入射线为入射线, 以以15种轻重不同的元素为散射物质，种轻重不同的元素为散射物质，4.吴有训对研究康普顿效应的贡献吴有训对研究康普顿效应的贡献1923年年,参加了发
11、现康普顿效应的研究工作参加了发现康普顿效应的研究工作.对证实康普顿效应作出了对证实康普顿效应作出了重要贡献。重要贡献。在同一散射角在同一散射角( )测量测量各种波长的散射光强度，作各种波长的散射光强度，作了大量了大量 X 射线散射实验。射线散射实验。 吴有训吴有训康普顿散射实验的意义康普顿散射实验的意义2021/6/3015第十七章第十七章第十七章第十七章 波粒二象性波粒二象性波粒二象性波粒二象性光子的动量光子的动量动量能量是描述粒子的动量能量是描述粒子的,频率和波长则频率和波长则是用来描述波的。是用来描述波的。光子的能量：光子的能量：光子的光子的动量：动量：2021/6/3016第十七章第十七章第十七章第十七章 波粒二象性波粒二象性波粒二象性波粒二象性 结束语结束语若有不当之处，请指正，谢谢！若有不当之处，请指正，谢谢！
