大学物理中的光的偏振.pptx

纵波横波10、光的偏振、光的偏振横波横波纵波纵波 用能吸收某一方向的光振动的某些物质制成的透明薄片称为偏振片。偏振片这一特殊方向称“偏振化方向”或“透振方向”。马吕斯定律（1809）：偏振光的分类：偏振光的分类：偏振光的产生方法：偏振光的产生方法：从自然光获得线偏振光的方法有以下四种：1、利用反射和折射，2、利用二向色性，3、利用晶体的双折射、4、利用散射。光电效应：当一束光照射在金属表面上时，金属表面有电子逸出的现象。正接光电子光电流4-4 4-4 4-4 4-4 光的波粒子二象性光的波粒子二象性光的波粒子二象性光的波粒子二象性反接反接GVKA光电效应的光电效应的量子理论量子理论实验结果实验结果 （1）单位时间内，从阴极发射的电子数）单位时间内，从阴极发射的电子数随着光强的增大而增大。随着光强的增大而增大。入射光强较强入射光强较强入射光强较弱入射光强较弱饱和电流饱和电流反向截止电压反向截止电压 （2）对于每一种金属阴极，都存一个临）对于每一种金属阴极，都存一个临界频率界频率 ，此频率也称为光电效应的红限。，此频率也称为光电效应的红限。（3）每个发射电子具有一定的初动能，）每个发射电子具有一定的初动能，它的大小随入射光的频率它的大小随入射光的频率n n 线性增加。线性增加。（4）光电效应瞬时响应的性质）光电效应瞬时响应的性质从光照射到阴极表面到发射电子所需时间间从光照射到阴极表面到发射电子所需时间间隔为隔为 数量级，与光的强弱无关。数量级，与光的强弱无关。经典理论解释光电效应的困难：1.按经典理论，按经典理论，入射光强度越大入射光强度越大入射光强度越大入射光强度越大，能量也越大能量也越大能量也越大能量也越大，则光电则光电子脱离金属表面的动能也应越大，从而其截止电压子脱离金属表面的动能也应越大，从而其截止电压Ua也大也大。但是实验表明，截止电压与入射光的强度无关。但是实验表明，截止电压与入射光的强度无关。但是实验表明，截止电压与入射光的强度无关。但是实验表明，截止电压与入射光的强度无关。2.按经典理论，不管频率多大，按经典理论，不管频率多大，只要入射光的强度足够只要入射光的强度足够只要入射光的强度足够只要入射光的强度足够大大大大，金属表面的电子就可以获得足够的能量逸出，产金属表面的电子就可以获得足够的能量逸出，产生光电效应生光电效应。但是实验表明，只要入射光频率低于红但是实验表明，只要入射光频率低于红但是实验表明，只要入射光频率低于红但是实验表明，只要入射光频率低于红限，不论光强多大，都不能产生光电效应。限，不论光强多大，都不能产生光电效应。限，不论光强多大，都不能产生光电效应。限，不论光强多大，都不能产生光电效应。3.按经典理论，入射光照射在金属上，按经典理论，入射光照射在金属上，能量的积累需要能量的积累需要能量的积累需要能量的积累需要时间时间时间时间。只有达到了一定的能量，光电子才能逸出。只有达到了一定的能量，光电子才能逸出。但但但但是实验表明，电子的逸出几乎和入射光照射是同时的。是实验表明，电子的逸出几乎和入射光照射是同时的。是实验表明，电子的逸出几乎和入射光照射是同时的。是实验表明，电子的逸出几乎和入射光照射是同时的。爱因斯坦光子理论爱因斯坦光子理论 光在空间传播时，光能不是均匀地分布于波前，而是聚集成一颗一颗能量量子，当光照射到阴极表面时，所发射的一个电子是从一个单一能量量子获得能量。这种能量量子能量量子被称为光子光子，它的能量与电磁波的频率有关，大小为（一）光子假设（一）光子假设（1905年）年）电磁波在辐射、传播和吸收过程中，能量是量子化的，光子是电磁波的存在形式，是物质。（二）爱因斯坦光电效应方程（二）爱因斯坦光电效应方程光子被电子吸收，电子获得能量光子被电子吸收，电子获得能量 h：（三）解释光电效应（三）解释光电效应 （1）因为入射光的强度是由单位时间到达金属表面的光子数目决定的，而逸出的光电子数光电子数又与光子数目光子数目成正比，这些逸出的光电子全部到达阳极便形成了饱和电流。因此饱和电流就与逸出的光电子数成正比，也就是与达到金属表面的光子数成正比，即与入射光的强度成正比。（2）产生光电效应：（3）由爱因斯坦光电效应方程每个发射电子具有一定的初动能，它的大小每个发射电子具有一定的初动能，它的大小随入射光的频率随入射光的频率线性增加。线性增加。（4）即使光强很弱，只要 h促使电子发射，就产生光电效应，与光强无关。因为金属中的电子能够一次全部吸收入射的光子，因此光电效应的产生无需积累能量的时间。爱因斯坦的光量子理论成功地解释了光电效应现象：1.当入射光的频率小于红限频率（n n o），那么光子的能量小于脱出功（h n W），也就不能产生光电效应。这就成功地解释了实验只要这就成功地解释了实验只要这就成功地解释了实验只要这就成功地解释了实验只要入射光频率小于红限频率，无论光强多大，都入射光频率小于红限频率，无论光强多大，都入射光频率小于红限频率，无论光强多大，都入射光频率小于红限频率，无论光强多大，都不能产生光电效应。不能产生光电效应。不能产生光电效应。不能产生光电效应。2.由于电子能一次全部吸收入射光子，因此光电因此光电因此光电因此光电效应的产生几乎不需要时间。效应的产生几乎不需要时间。效应的产生几乎不需要时间。效应的产生几乎不需要时间。产生光电效应的条件光子：爱因斯坦光子理论的证实爱因斯坦光子理论的证实 （一）（一）19041916年，密立根光电年，密立根光电效应实验效应实验 （二）（二）1923年，康普顿效应年，康普顿效应爱因斯坦光电效应方程爱因斯坦光电效应方程1916年被密立根的实验所证实，为此，爱因斯坦获得1921年度、密立根获得1923年度的诺贝尔物理学奖。康普顿获得了1927年度诺贝尔物理学奖。光子能量：光子动量：光子质量：光子具有物质的基本属性：光具有光具有“波粒二象性波粒二象性”解：钾的光电效应红限为o=6.210-7m，求（1）电子的逸出功；（2）在=400nm的紫外线照射下，电子的初速度为多少？作业:4-6