1、第二節光電效應、波粒二象性第二節光電效應、波粒二象性第十三章動量守恒定律近代物理第十三章動量守恒定律近代物理一、光電效應一、光電效應1定義：定義：在光的照射下從物體發射出在光的照射下從物體發射出_的現象的現象(發發射出的電子稱為光電子射出的電子稱為光電子)2產生條件：產生條件：入射光的頻率入射光的頻率_極限頻率極限頻率3光電效應規律光電效應規律(1)存在著飽和電流存在著飽和電流對于一定顏色的光，入射光越強，單位時間內發射的光電子對于一定顏色的光，入射光越強，單位時間內發射的光電子數越多數越多電子電子大于大于(2)存在著遏止電壓和截止頻率存在著遏止電壓和截止頻率光電子的能量只與入射光的頻率有關，

2、而與入射光的強弱無光電子的能量只與入射光的頻率有關，而與入射光的強弱無關當入射光的頻率低于截止頻率時不發生光電效應關當入射光的頻率低于截止頻率時不發生光電效應(3)光電效應具有瞬時性光電效應具有瞬時性當頻率超過截止頻率時，無論入射光怎樣微弱，幾乎在照到當頻率超過截止頻率時，無論入射光怎樣微弱，幾乎在照到金屬時立即產生光電流，時間不超過金屬時立即產生光電流，時間不超過109 s. 1.(2014高考廣東卷高考廣東卷)在在 光電效光電效 應應 實驗中，用頻率實驗中，用頻率為為 的光照射光電管的光照射光電管 陰極，發生了光電效應，下列說法正陰極，發生了光電效應，下列說法正確確的是的是()A增大入射光

3、的強度，光電流增大增大入射光的強度，光電流增大B減小入射光的強度，光電效應現象消失減小入射光的強度，光電效應現象消失C改用頻率小于改用頻率小于 的光照射，一定不發生光電效應的光照射，一定不發生光電效應D改用頻率大于改用頻率大于 的光照射，光電子的最大初動能變大的光照射，光電子的最大初動能變大AD二、光電效應方程二、光電效應方程1基本物理量基本物理量(1)光子的能量光子的能量h，其中，其中h6.6261034 Js (稱為普朗克稱為普朗克常量常量)(2)逸出功：使電子脫離某種金屬所做功的逸出功：使電子脫離某種金屬所做功的_(3)最大初動能最大初動能發生光電效應時，金屬表面上的電子吸收光子后克服原

4、子核發生光電效應時，金屬表面上的電子吸收光子后克服原子核的引力逸出時所具有動能的的引力逸出時所具有動能的_2光電效應方程光電效應方程：Ek_.最小值最小值最大值最大值hW0 2.用波長為用波長為2.0107m 的紫的紫 外線外線 照照 射鎢射鎢 的表的表面，釋放出來的光電子中最大面，釋放出來的光電子中最大 初動能是初動能是4.71019J.由由 此此 可可知，鎢的極限頻率是知，鎢的極限頻率是(普朗克常量普朗克常量h6.631034 Js，光速，光速c3.0108 m/s，結果取兩位有效數字，結果取兩位有效數字)()A5.51014Hz B7.91014HzC9.81014Hz D1.21015

5、HzB三、光的波粒二象性與物質波三、光的波粒二象性與物質波1光的波粒二象性光的波粒二象性(1)光的干涉、衍射、偏振現象證明光具有光的干涉、衍射、偏振現象證明光具有_性性(2)光電效應說明光具有光電效應說明光具有_性性(3)光既具有波動性，又具有粒子性，稱光既具有波動性，又具有粒子性，稱 為為 光光 的的_性性波動波動粒子粒子波粒二象波粒二象大大小小 3.下列說法正確的是下列說法正確的是()A光電效應反映了光的粒子性光電效應反映了光的粒子性B大量光子產生的效果往往顯示出粒子性，個別光子產生大量光子產生的效果往往顯示出粒子性，個別光子產生的效果往往顯示出波動性的效果往往顯示出波動性C光的干涉、衍射

6、、偏振現象證明了光具有波動性光的干涉、衍射、偏振現象證明了光具有波動性D只有運動著的小物體才有一種波和它相對應，大的運動只有運動著的小物體才有一種波和它相對應，大的運動物體是沒有波和它對應的物體是沒有波和它對應的AC考點一考點一 光電效應規律的理解光電效應規律的理解考點二考點二 光電效應方程及圖象問題光電效應方程及圖象問題考點一光電效應規律的理解考點一光電效應規律的理解1放不放光電子，看入射光的最低頻率放不放光電子，看入射光的最低頻率2單位時間內放多少光電子，看光的強度單位時間內放多少光電子，看光的強度3光電子的最大初動能大小，看入射光的頻率光電子的最大初動能大小，看入射光的頻率4要放光電子，

7、瞬時放要放光電子，瞬時放 1905年是愛因斯坦的年是愛因斯坦的“奇跡奇跡”之年，這一年他先后之年，這一年他先后發表了三篇具有劃時代意義的論文，其中關于光量子的理論發表了三篇具有劃時代意義的論文，其中關于光量子的理論成功的解釋了光電效應現象關于光電效應，下列說法正確成功的解釋了光電效應現象關于光電效應，下列說法正確的是的是 ()A當入射光的頻率低于極限頻率時，不能發生光電效應當入射光的頻率低于極限頻率時，不能發生光電效應B光電子的最大初動能與入射光的頻率成正比光電子的最大初動能與入射光的頻率成正比C光電子的最大初動能與入射光的強度成正比光電子的最大初動能與入射光的強度成正比D某單色光照射一金屬時

8、不發生光電效應，改用波長較短某單色光照射一金屬時不發生光電效應，改用波長較短的光照射該金屬可能發生光電效應的光照射該金屬可能發生光電效應AD解析解析根據光電效應現象的實驗規律，只有入射光頻率大根據光電效應現象的實驗規律，只有入射光頻率大于極限頻率才能發生光電效應，故于極限頻率才能發生光電效應，故A、D正確根正確根 據光電據光電 效效應方程，最大初動能與入射光頻率為線性關系，但非正比關應方程，最大初動能與入射光頻率為線性關系，但非正比關系，系，B錯誤；根據光電效應現象的實驗規律，光電子的最大錯誤；根據光電效應現象的實驗規律，光電子的最大初動能與入射光強度無關，初動能與入射光強度無關，C錯誤錯誤

9、1.關于光電效應，下列說法正確的是關于光電效應，下列說法正確的是( )A愛因斯坦用光子說成功解釋了光電效應愛因斯坦用光子說成功解釋了光電效應B極限頻率越大的金屬材料逸出功越大極限頻率越大的金屬材料逸出功越大C光電效應是瞬時發生的光電效應是瞬時發生的D若入射光的強度減弱，頻率保持不變，單位時間內從金若入射光的強度減弱，頻率保持不變，單位時間內從金屬表面逸出的光電子數目不變屬表面逸出的光電子數目不變ABC解析：顯然選項解析：顯然選項A正確；金屬的逸出功正確；金屬的逸出功W0h，所以極限頻，所以極限頻率越大的金屬材料逸出功越大，選項率越大的金屬材料逸出功越大，選項B正確；由光電正確；由光電 效應相效

10、應相關知識知，光電效應是瞬時發生的，選項關知識知，光電效應是瞬時發生的，選項C正確；入射正確；入射 光強光強度減弱時，單位時間內從金屬表面逸出的光電子數目減少，度減弱時，單位時間內從金屬表面逸出的光電子數目減少，D錯錯考點二光電效應方程及圖象問題考點二光電效應方程及圖象問題1愛因斯坦光電效應方程愛因斯坦光電效應方程EkhW0h：光電子的能量：光電子的能量W0：逸出功，即從金屬表面直接飛出的光電子克服正電荷引：逸出功，即從金屬表面直接飛出的光電子克服正電荷引力所做的功力所做的功Ek：光電子的最大初動能：光電子的最大初動能2圖象分析圖象分析圖象名稱圖象名稱圖線形狀圖線形狀由圖線直接由圖線直接(間接

11、間接) 得到的物理量得到的物理量最大初動能最大初動能Ek與入射光頻率與入射光頻率的關系圖線的關系圖線遏止電壓遏止電壓Uc與與入射光頻率入射光頻率的的關系圖線關系圖線極限頻率：極限頻率：0逸出功：逸出功：W0|E|E普朗克常量：圖線的斜普朗克常量：圖線的斜率率kh截止截止(極限極限)頻率：頻率：0遏止電壓遏止電壓Uc：隨入射光：隨入射光頻率的增大而增大頻率的增大而增大普朗克常量：普朗克常量：hke(k為為斜率，斜率，e為電子電量為電子電量)圖象名稱圖象名稱圖線形狀圖線形狀由圖線直接由圖線直接(間接間接) 得到的物理量得到的物理量頻率相同、光頻率相同、光強不同時，光強不同時，光電流與電壓的電流與電

12、壓的關系關系頻率不同、光頻率不同、光強相同時，光強相同時，光電流與電壓的電流與電壓的關系關系遏止電壓：遏止電壓：Uc飽和光電流：飽和光電流：Im(電電流的最大值流的最大值)最大初動能：最大初動能：EkmeUc遏止電壓：遏止電壓：Uc1、Uc2飽和光電流：電流飽和光電流：電流最大值最大值最大初動能最大初動能Ek1eUc1，Ek2eUc2 (2013高考浙江自選模塊高考浙江自選模塊)小明用金小明用金屬銣為陰極的光屬銣為陰極的光電管，觀測光電效應現象，實驗裝置示意圖如圖甲所示已電管，觀測光電效應現象，實驗裝置示意圖如圖甲所示已知普朗克常量知普朗克常量h6.631034Js.(1)圖甲中電極圖甲中電極

13、A為光電管的為光電管的_(填填“陰陰 極極”或或“陽極陽極”)；陽極陽極(2)實驗中測得銣的遏止電壓實驗中測得銣的遏止電壓Uc與入射光頻率與入射光頻率之間的關之間的關 系系 如如圖乙所示，則銣的截止頻率圖乙所示，則銣的截止頻率c_Hz，逸出功，逸出功W0_J；(3)如果實驗中入射光的頻率如果實驗中入射光的頻率7.001014Hz，則產生的光電，則產生的光電子的最大初動能子的最大初動能Ek_J.5.151014(5.125.18)1014均視為正確均視為正確3.411019(3.393.43)1019均視為正確均視為正確1.231019(1.211.25)1019均視為正確均視為正確 2.在光電

14、效應實驗中，某同學用同一光電在光電效應實驗中，某同學用同一光電 管管 在不在不同實驗條件下得到三條光電流與電壓之間的關系曲線同實驗條件下得到三條光電流與電壓之間的關系曲線(甲光、甲光、乙光、丙光乙光、丙光)，如圖所示則可判斷出，如圖所示則可判斷出() A甲光的頻率大于乙光的頻率甲光的頻率大于乙光的頻率B乙光的波長大于丙光的波長乙光的波長大于丙光的波長C乙光對應的截止頻率大于丙光的截止頻率乙光對應的截止頻率大于丙光的截止頻率D甲光對應的光電子最大初動能大于丙光的光電子最大初甲光對應的光電子最大初動能大于丙光的光電子最大初動能動能B解析：由圖象知，甲、乙光對應的遏止電壓相等，由解析：由圖象知，甲、

15、乙光對應的遏止電壓相等，由eUcEk和和hW0Ek得甲、乙光頻率相等，得甲、乙光頻率相等，A錯誤；丙光的錯誤；丙光的 頻率大頻率大于乙光的頻率，則丙光的波長小于乙光的于乙光的頻率，則丙光的波長小于乙光的 波波 長，長，B 正確；由正確；由hcW0得甲、乙、丙光對應的截止頻率相同，得甲、乙、丙光對應的截止頻率相同，C錯誤；由光錯誤；由光電效應方程知，甲光對應的光電子最大初動能小于電效應方程知，甲光對應的光電子最大初動能小于 丙光對應丙光對應的光電子最大初動能，的光電子最大初動能，D錯誤錯誤物理思想物理思想用統計規律理解光的波粒二象性用統計規律理解光的波粒二象性微觀粒子中的粒子性與宏觀概念中的微觀

16、粒子中的粒子性與宏觀概念中的 粒子性粒子性 不同，通不同，通 俗地俗地講，宏觀粒子運動有確定的軌道，能預測，遵守經典物理學講，宏觀粒子運動有確定的軌道，能預測，遵守經典物理學理論，而微觀粒子運動軌道具有隨機性，不能預測，也不遵理論，而微觀粒子運動軌道具有隨機性，不能預測，也不遵守經典物理學理論；微觀粒子的波動性與機械波也不相同，守經典物理學理論；微觀粒子的波動性與機械波也不相同，微觀粒子波動性是指粒子到達不同位置的機會不同，遵守統微觀粒子波動性是指粒子到達不同位置的機會不同，遵守統計規律，所以這種波叫概率波計規律，所以這種波叫概率波 物理學家做了一個有趣的實驗：在雙縫干涉實驗中，物理學家做了一

17、個有趣的實驗：在雙縫干涉實驗中，在光屏處放上照相底片，若減弱光的在光屏處放上照相底片，若減弱光的 強度，使光強度，使光 子只能一個子只能一個一個地通過狹縫實驗結果表明，如一個地通過狹縫實驗結果表明，如 果曝光時間不太果曝光時間不太 長，底長，底片上只能出現一些不規則的點子；如片上只能出現一些不規則的點子；如 果曝光時間足果曝光時間足 夠長，底夠長，底片上就會出現規則的干涉條紋對這片上就會出現規則的干涉條紋對這 個實驗結果下個實驗結果下 列認識正列認識正確的是確的是( )A曝光時間不長時，光的能量太小，底片上曝光時間不長時，光的能量太小，底片上 的條紋的條紋 看不看不 清清楚，故出現不規則的點子楚，故出現不規則的點子B單個光子的運動沒有確定的軌道單個光子的運動沒有確定的軌道C干涉條紋中明亮的部分是光子到達機會較多的地方干涉條紋中明亮的部分是光子到達機會較多的地方D只有大量光子的行為才表現出波動性只有大量光子的行為才表現出波動性BCD錯因分析錯因分析此題易錯選此題易錯選A，主要原因是