17．2 科学的转折：光的粒子性（一）知识巩固：1．光电效应概念：在光(包括不可见光)的照射下，从物体发射电子的现象叫做光电效应。
发射出来的电子叫做光电子。
2．光电效应的实验规律（1）光电效应实验光线经石英窗照在阴极上，便有电子逸出，光电子在电场作用下形成光电流。
概念：遏止电压将开关反接，电场反向，则光电子离开阴极后将受反向电场阻碍作用。
当 K 、A 间加反向电压，光电子克服电场力作功，当电压达到某一值 U c 时，光电流恰为0。
U c 称遏止电压。
根据动能定理，有 （2）光电效应实验规律① 光电流与光强的关系饱和光电流强度与入射光强度成正比。
② 截止频率νc ----极限频率对于每种金属材料，都相应的有一确定的截止频率νc 。
当入射光频率ν>νc 时，电子才能逸出金属表面；当入射光频率ν <νc 时，无论光强多大也无电子逸出金属表面。
③ 光电效应是瞬时的。
从光开始照射到光电子逸出所需时间<10-9s 。
3．光电效应解释中的疑难经典理论无法解释光电效应的实验结果。
为了解释光电效应，爱因斯坦在能量子假说的基础上提出光子理论，提出了光量子假设。
4．爱因斯坦的光量子假设（1）内容光不仅在发射和吸收时以能量为h ν的微粒形式出现，而且在空间传播时也是如此。
也就是说，频率为ν 的光是由大量能量为 E =h ν的光子组成的粒子流，这些光子沿光的传播方向以光速 c 运动。
（2）爱因斯坦光电效应方程在光电效应中金属中的电子吸收了光子的能量，一部分消耗在电子逸出功W 0，另一部分变为光电子逸出后的动能 E k 。
由能量守恒可得出：（3）爱因斯坦对光电效应的解释：①光强大，光子数多，释放的光电子也多，所以光电流也大。
②电子只要吸收一个光子就可以从金属表面逸出，所以不需时间的累积。
③从方程可以看出光电子初动能和照射光的频率成线性关系 ④从光电效应方程中，当初动能为零时，可得极限频率：hW c 0=ν 5．康普顿效应221c e v m c eU =0W E h k +=ν（1）光的散射光在介质中与物质微粒相互作用，因而传播方向发生改变，这种现象叫做光的散射。
光的粒子性知识点光是一种电磁波，传播速度极快，在真空中的速度为每秒约299,792,458米。
在传播的过程中，光可以表现出粒子性的特征，即光子。
一、光子的性质1. 光子的能量和频率相关：光子的能量与其频率成正比，即能量越高的光子对应的频率越高。
这一特性与经典物理学中波动理论不同，说明光子具有粒子性质。
2. 光子的动量和波长相关：根据爱因斯坦的关系式E = mc²，光子的能量E与其动量p满足p = E/c，其中c为光速。
根据波动理论的公式λ = c/f，可知光子的波长λ与频率f成反比。
因此，光子的动量与波长成正比，这也是光具有粒子性的表现之一。
3. 光子的无质量和无电荷：光子是一种无质量的粒子，不带电荷。
光子的无质量特性使其能以光速传播，无电荷特性则使其与电磁场相互作用。
二、光子的产生和探测1. 光子的产生：光子可通过原子或分子的激发释放能量而产生。
例如，在半导体器件中，当电子从高能级跃迁至低能级时，会释放出光子。
在光源中，如激光器中，通过光子的受激辐射过程可产生大量具有相同频率和相位的光子。
2. 光子的探测：光子可以通过光学仪器进行探测和测量。
常见的光子探测器包括光电二极管、光电倍增管、光电子多道分析器等。
这些探测器利用光子的能量和动量与物质相互作用的特性，将光子能量转换为电信号进行测量和分析。
三、光的波粒二象性光既表现出粒子性，又表现出波动性。
这种波粒二象性的现象称为光的波粒二象性。
1. 杨氏双缝干涉实验：通过在光路中放置一道障碍物，使光通过两个狭缝后形成干涉条纹，结果表明光在干涉区域上的分布呈现出波动性。
然而，当通过一个个光子或光子束进行实验时，干涉结果仍然存在，表明光也具有粒子性。
2. 波粒对偶关系：根据德布罗意的波粒对偶关系，粒子的动量p与其波长λ相关，其中p = h/λ，h为普朗克常数。
根据这个关系，光子的能量E = h*f，其中f为光的频率。
这个关系表明，光的波动特性和粒子特性是相互转换的。
