光谱分析在科学技术中的应用精选PPT.ppt
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1、关于光谱分析在科学技术中的应用第1页,讲稿共44张,创作于星期日光的本性光的本性1672牛顿牛顿微粒说微粒说T/年年惠更斯惠更斯波动说波动说1690麦克斯韦麦克斯韦电磁说电磁说18641905爱因斯坦爱因斯坦光子说光子说波波波波动动动动性性性性粒粒子子性性1801托马斯托马斯杨杨双缝干涉双缝干涉实验实验1814菲涅耳菲涅耳衍射实验衍射实验赫兹赫兹电磁波实验电磁波实验1888赫兹赫兹发现光电效应发现光电效应牛顿微粒说占牛顿微粒说占主导地位主导地位波动说波动说渐成真理渐成真理.第2页,讲稿共44张,创作于星期日2.22.2涅涅槃槃凤凰再飞翔凤凰再飞翔第3页,讲稿共44张,创作于星期日用弧光灯照射擦
2、得很亮的锌板,(注意用导线与不带电的验电器相连),使验电 器张角增大到约为 30度时,再用与丝绸磨擦过的玻璃棒去靠近锌板,则验电器的指针张角会变大。一、光电效应一、光电效应现象现象表明锌板在射线照射下失去电子而带正电第4页,讲稿共44张,创作于星期日用弧光灯照射擦得很亮的锌板,用弧光灯照射擦得很亮的锌板,(注意用导线与不带电注意用导线与不带电的验电器相连),的验电器相连),使验电使验电 器张角增大到约为器张角增大到约为 30度时,度时,再用与丝绸磨擦过的玻璃棒去靠近锌板,则验电器的指再用与丝绸磨擦过的玻璃棒去靠近锌板,则验电器的指针张角会变大。针张角会变大。表明锌板在射线照射下失去电子而带正电
3、表明锌板在射线照射下失去电子而带正电一一.光电效应的实验规律光电效应的实验规律第5页,讲稿共44张,创作于星期日1.1.什么是光电效应什么是光电效应 当光线照射在金属表面时,金属中有当光线照射在金属表面时,金属中有电子逸出的现象,称为电子逸出的现象,称为光电效应光电效应。逸逸出的电子称为出的电子称为光电子光电子。一一.光电效应的实验规律光电效应的实验规律光电子定向移动形成的电流叫光电子定向移动形成的电流叫光电流光电流 第6页,讲稿共44张,创作于星期日一一.光电效应的实验规律光电效应的实验规律2.2.光电效应实验光电效应实验规律规律(1)存在饱和电流)存在饱和电流光照不变,增大光照不变,增大U
4、AK,G表中电流达表中电流达到某一值后不再增大,即达到饱和到某一值后不再增大,即达到饱和值。值。因为光照条件一定时,因为光照条件一定时,K发射的电子发射的电子数目一定。数目一定。实验表明:实验表明:入射光越强,饱和电流越大,单位时间内发射的光电子数入射光越强,饱和电流越大,单位时间内发射的光电子数越多。越多。阳极阳极阴极阴极第7页,讲稿共44张,创作于星期日:使光电流减小到零的反向电压:使光电流减小到零的反向电压+一一一一 一一一一 一一一一 一一一一 一一一一 一一一一v加反向电压,如右图所示:加反向电压,如右图所示:光电子所受电场力方向与光电子速光电子所受电场力方向与光电子速度方向相反,光
5、电子作减速运动。度方向相反,光电子作减速运动。若若最大的初动能最大的初动能U=0时,时,I0,因为电子有初速度因为电子有初速度则则I=0,式中,式中UC为为遏止电压遏止电压一一.光电效应的实验规律光电效应的实验规律(2)存在存在遏止电压和截止频率遏止电压和截止频率a.存在存在遏止电压遏止电压UC CEEUFKA第8页,讲稿共44张,创作于星期日IIsUaOU黄光(黄光(强)强)黄光(黄光(弱)弱)光电效应伏安特性曲线光电效应伏安特性曲线遏遏止止电电压压饱饱和和电电流流一一.光电效应的实验规律光电效应的实验规律兰光兰光Ub(2)存在存在遏止电压和截止频率遏止电压和截止频率阳极阳极阴极阴极第9页,
6、讲稿共44张,创作于星期日实验表明实验表明:对于一定对于一定颜色颜色颜色颜色(频率频率频率频率)的光的光,无论光的强弱如何无论光的强弱如何,遏止遏止电压是一样的电压是一样的.光的频率光的频率光的频率光的频率 改变改变是,是,遏止电压也会改变。遏止电压也会改变。一一.光电效应的实验规律光电效应的实验规律(2)存在存在遏止电压和截止频率遏止电压和截止频率a.存在存在遏止电压遏止电压UC C光电子的光电子的最大初动能最大初动能只与只与入射入射光的频率光的频率有关,与入射光的强有关,与入射光的强弱无关。弱无关。阳极阳极阴极阴极第10页,讲稿共44张,创作于星期日经研究后发现:经研究后发现:一一.光电效
7、应的实验规律光电效应的实验规律b.存在存在截止频率截止频率 c对于每种金属,都对于每种金属,都相应确定的截止频相应确定的截止频率率 c。当入射光频率当入射光频率 c 时,电子才时,电子才能逸出金属表面;能逸出金属表面;当入射光频率当入射光频率当入射光频率当入射光频率 WW0 0 0 0时,才有光电子逸出,时,才有光电子逸出,就是光电效应就是光电效应的截止频率。的截止频率。电子一次性吸收光子的全部能量,不需要积累能电子一次性吸收光子的全部能量,不需要积累能量的时间,光电流自然几乎是瞬时发生的。量的时间,光电流自然几乎是瞬时发生的。光强较大时,包含的光子数较多,照射金属光强较大时,包含的光子数较多
8、,照射金属时产生的光电子多,因而饱和电流大。时产生的光电子多,因而饱和电流大。三三.爱因斯坦的光量子假设爱因斯坦的光量子假设第19页,讲稿共44张,创作于星期日由于爱因斯坦提出的光子假说成功地说明了光电效由于爱因斯坦提出的光子假说成功地说明了光电效应的实验规律应的实验规律,荣获荣获19211921年诺贝尔物理学奖年诺贝尔物理学奖。爱因斯坦光子假说圆满解释了光电效应,但当时并未被物爱因斯坦光子假说圆满解释了光电效应,但当时并未被物理学家们广泛承认,因为它完全违背了光的波动理论。理学家们广泛承认,因为它完全违背了光的波动理论。4.4.光电效应理论的验证光电效应理论的验证 美国物理学家密立根,花了十
9、年时间做了美国物理学家密立根,花了十年时间做了“光电效应光电效应”实验,实验,结果在结果在1915年证实了爱因斯坦方程,年证实了爱因斯坦方程,h 的值与理论值完全的值与理论值完全一致,又一次证明了一致,又一次证明了“光量子光量子”理论的正确。理论的正确。三三.爱因斯坦的光量子假设爱因斯坦的光量子假设第20页,讲稿共44张,创作于星期日爱因斯坦由于爱因斯坦由于对对光电效应光电效应的的理论解释和对理论解释和对理论物理学理论物理学的贡献的贡献获得获得1921年诺贝尔年诺贝尔物理学奖物理学奖密立根由于密立根由于研究基本电荷和研究基本电荷和光光电效应电效应,特别是通过著名的,特别是通过著名的油滴实验,证
10、明电荷有最小油滴实验,证明电荷有最小单位。单位。获得获得19231923年诺贝尔物年诺贝尔物理学奖理学奖。第21页,讲稿共44张,创作于星期日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。四四.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可对微弱光线进行放大,可使光电流放大大,可使光电流放大105 5108 8 倍,灵敏度高,倍,灵
11、敏度高,倍,灵敏度高,倍,灵敏度高,用在工程、天文、科研、用在工程、天文、科研、用在工程、天文、科研、用在工程、天文、科研、军事等方面军事等方面军事等方面军事等方面。2.2.光电倍增管光电倍增管第22页,讲稿共44张,创作于星期日应 用n光电管光电源电流计IAK第23页,讲稿共44张,创作于星期日 康普顿效应康普顿效应第第2课时课时2.2涅槃凤凰再飞翔第24页,讲稿共44张,创作于星期日1.光的散射光的散射光在介质中与物质微粒相互作用光在介质中与物质微粒相互作用,因而传播方向发生因而传播方向发生改变改变,这种现象叫做这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 1923年康普顿在做
12、年康普顿在做 X 射线通过物质散射的实射线通过物质散射的实验时,发现散射线中除有与入射线波长相同的射验时,发现散射线中除有与入射线波长相同的射线外,还有比入射线波长更长的射线,其波长的线外,还有比入射线波长更长的射线,其波长的改变量与散射角改变量与散射角有关,而与入射线波长有关,而与入射线波长 和散射物和散射物质都无关质都无关。一一.康普顿效应康普顿效应第25页,讲稿共44张,创作于星期日3.3.康普顿散射的实验装置与规律:康普顿散射的实验装置与规律:晶体晶体 光阑光阑X 射线管射线管探探测测器器X 射线谱仪射线谱仪 石墨体石墨体(散射物质散射物质)j 0散射波长散射波长 一一.康普顿效应康普
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