2021-2022学年高二物理竞赛课件：狭义相对论时空观(共13张PPT).pptx

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1、狭义相对论时空观狭义相对论时空观 狭义相对论时空观狭义相对论时空观 同时的相对性同时的相对性若若则则若若则则此结果反之亦然此结果反之亦然.时间延缓：时间延缓：运动的钟走得慢运动的钟走得慢.固有时间固有时间 长度收缩：运动物体在运动方向上长度收缩长度收缩：运动物体在运动方向上长度收缩.固有固有长度长度 狭义相对论动力学的基础狭义相对论动力学的基础 质量与速度的关系质量与速度的关系 动力学的基本方程动力学的基本方程 质量与能量的关系质量与能量的关系 动量与能量的关系动量与能量的关系二二 光子光子 爱因斯坦方程爱因斯坦方程（1）“光量子光量子”假设假设光子的能量为光子的能量为（2）解释实验解释实验爱

2、因斯坦方程爱因斯坦方程 逸出功与逸出功与材料有关材料有关 对同一种金属，对同一种金属，一定，一定，与光强无关，与光强无关几种金属的逸出功几种金属的逸出功金属金属钠钠 铝铝 锌锌 铜铜 银银 铂铂1.90 2.462.50 3.603.32 3.574.10 4.504.56 4.736.30 逸出功逸出功爱因斯坦方程爱因斯坦方程产生光电效应条件产生光电效应条件（截止频率）（截止频率）光强越大，光子数目越多，即单位时间内产生光电光强越大，光子数目越多，即单位时间内产生光电 子数目越多，光电流越大子数目越多，光电流越大.（时）时）光子射至金属表面，一个光子携带的能量光子射至金属表面，一个光子携带的

3、能量 将一将一 次性被一个电子吸收，若次性被一个电子吸收，若 ，电子立即逸出，电子立即逸出，无需时间积累（无需时间积累（瞬时瞬时性）性）.（3）的测定的测定爱因斯坦方程爱因斯坦方程遏止电势差和入射光遏止电势差和入射光频率的关系频率的关系 例例 设有一半径为设有一半径为 的薄圆片，它距的薄圆片，它距光源光源1.0m.此光源的功率为此光源的功率为1W，发射波长为发射波长为589nm的单色光的单色光.假定光源向各个方向发射的能量是相同假定光源向各个方向发射的能量是相同的，试计算在单位时间内落在薄圆片上的光子数的，试计算在单位时间内落在薄圆片上的光子数.解解*三三 光电效应在近代技术中的应用光电效应在

4、近代技术中的应用光控继电器、自动控制、光控继电器、自动控制、自动计数、自动报警等自动计数、自动报警等.放大器放大器接控件机构接控件机构光光光控继电器示意图光控继电器示意图四四 光的波粒二象性光的波粒二象性描述光的描述光的 粒子性粒子性 描述光的描述光的 波动性波动性 光子光子 相对论能量和动量关系相对论能量和动量关系（2 2）粒子性：粒子性：（和物质相互作用时）（和物质相互作用时）（1 1）波动性：光的干涉和衍射（传播时）波动性：光的干涉和衍射（传播时）解解（1）（2）（3）例例 波长为波长为 450nm 的单色光射到纯钠的表面上的单色光射到纯钠的表面上.求（求（1）这种光的光子能量和动量；这

5、种光的光子能量和动量；（2）光电子逸出钠光电子逸出钠()表面时的动能；表面时的动能；（3）若光子的能量为若光子的能量为2.40eV，其波长为多少？其波长为多少？普朗克黑体辐射公式普朗克黑体辐射公式一一 黑体辐射黑体辐射 能量子能量子（1 1）普朗克量子化假设：普朗克量子化假设：（2 2）斯特藩斯特藩 玻耳兹曼定律玻耳兹曼定律（3 3）维恩位移定律维恩位移定律小小 结结二二 光电效应光电效应 爱因斯坦方程爱因斯坦方程（1）光的波粒二象性光的波粒二象性 光子的能量为光子的能量为 光子的动量光子的动量（2）爱因斯坦方程爱因斯坦方程 例例 按照玻尔理论按照玻尔理论,电子绕核作圆周运动时电子绕核作圆周运

6、动时,电子的角电子的角动量动量 L 的可能值为（的可能值为（）(1)(1)任意值任意值(2)(2)(3)(3)(4)(4)例例 下面各物体下面各物体,哪个是绝对黑体（哪个是绝对黑体（）(1)(1)不辐射可见光的物体不辐射可见光的物体;(2)(2)不辐射任何光线的物体不辐射任何光线的物体;(3)(3)不能反射可见光的物体不能反射可见光的物体;(4)(4)不能反射任何光线的物体不能反射任何光线的物体.对同一金属由于入射光的波长不同对同一金属由于入射光的波长不同,单位时单位时间内产生的光电子的数目不同间内产生的光电子的数目不同;对同一金属如有光电子产生对同一金属如有光电子产生,则入射光的频率则入射光的频率不同不同,光电子的最大初动能也不同光电子的最大初动能也不同;3 对同一金属对同一金属,若入射光频率不变而强度增加一若入射光频率不变而强度增加一倍倍,则饱和光电流也增加一倍则饱和光电流也增加一倍.4 例例 关于光电效应有下列说法关于光电效应有下列说法:任何波长的可见光照射到任何金属表面都能任何波长的可见光照射到任何金属表面都能产生光电效应产生光电效应;12其中正确的是（其中正确的是（）(1)(1),;,;(2)(2),;,;(3)(3),;,;(4)(4),.,.3124323242