1、第1講：光電效應 波粒二象性基礎知識強化：考點一 光電效應的實驗規律.光電效應在光的照射下金屬中的電子從金屬表面逸出的現象，叫做光電效應，發射出來的電子叫做光電子.實驗規律(1)每種金屬都有一個極限頻率.(2)光子的最大初動能與入射光的強度無關,只隨入射光的頻率增大而增大.(3)光照射到金屬表面時，光電子的發射幾乎是瞬時的.(4)光電流的強度與入射光的強度成正比.遏止電壓與截止頻率(1)遏止電壓：使光電流減小到零的反向電壓Uc.(2)截止頻率：能使某種金屬發生光電效應的最小頻至叫做該種金屬的截止頻率(又叫極限頻率).不同的金屬對應著不同的極限頻率.(3)逸出功：電子從金屬中逸出所需做功的最小值

2、.叫做該金屬的逸出功.考點二 光電效應方程和 Ek Y圖象.光子說愛因斯坦提出：空間傳播的光不是連續的，而是一份一份的，每一份稱為一個光子，光子具有的能量與光的頻率成正比，即：h_v,其中h= 6.63X 10 34 j s.光電效應方程(1)表達式：h 尸 Ek + W?；?Ek=hL Wq.(2)物理意義：金屬中的電子吸收一個光子獲得的能量是hv,這些能量的一部分用來克服金屬的逸出功 Wq,剩下的表現為逸出后電子的最大初動能Ek = ；mv2.由Ek 丫圖象(如圖1)可以得到的信息圖1(1)極限頻率：圖線與 Y軸交點的橫坐標C.(2)逸出功：圖線與 Ek軸交點的縱坐標的絕對值 E = W0

3、.普朗克常量：圖線的斜率k= h.考點三光的波粒二象性、物質波.光的波粒二象性 (1)光的干涉、衍射、偏振現象證明光具有波動生 (2)光電效應說明光具有粒子性.(3)光既具有波動性，又具有粒子性，稱為光的波粒二象性.物質波(1)概率波光的干涉現象是大量光子的運動遵守波動規律的表現,亮條紋是光子到達概率大的地方，暗條紋是光子到達概率小的地方，因此光波又叫概率波.(2)物質波、h甘一，pP任何一個運動著的物體，小到微觀粒子大到宏觀物體都有一種波與它對應，其波長 為運動物體的動量，h為普朗克常量.強化理解例題: 【例1用一束紫外線照射某金屬時不能產生光電效應，可能使該金屬發生光電效應的措施 是()A

4、.改用頻率更小的紫外線照射B.改用X射線照射C.改用強度更大的原紫外線照射D.延長原紫外線的照射時間1921年諾貝爾物【例2】愛因斯坦提出了光量子概念并成功地解釋了光電效應的規律而獲得理學獎.某種金屬逸出光電子的最大初動能Ekm與入射光頻率V的關系如圖2所示，其中七為極限頻率.從圖中可以確定的是圖2A .逸出功與Y有關B. Ekm與入射光強度成正比C.當v4時，會逸出光電子D.圖中直線的斜率與普朗克常量有關【例3】關于物質的波粒二象性，下列說法中不正確的是（）A.不僅光子具有波粒二象性，一切運動的微粒都具有波粒二象性B.運動的微觀粒子與光子一樣，當它們通過一個小孔時，都沒有特定的運動軌道C.波

5、動性和粒子性在宏觀現象中是矛盾的、對立的，但在微觀高速運動的現象中是統一的D.實物的運動有特定的軌道，所以實物不具有波粒二象性:變式強化題組】1 .光電效應規律用光照射某種金屬，有光電子從金屬表面逸出，如果光的頻率不變，而減弱光的強度，則（）A.逸出的光電子數減少，光電子的最大初動能不變B.逸出的光電子數減少，光電子的最大初動能減小C.逸出的光電子數不變，光電子的最大初動能減小D.光的強度減弱到某一數值，就沒有光電子逸出了2.光電效應原理應用當用一束紫外線照射鋅板時，產生了光電效應，這時 （）A.鋅板帶負電B.有正離子從鋅板逸出C.有電子從鋅板逸出D.鋅板會吸附空氣中的正離子3.光電效應條件在

6、光電效應實驗中，用單色光照射某種金屬表面，有光電子逸出，則光電子的最大初動能取決于入射光的（）A.頻率 B,強度C.照射時間 D.光子數目規律總結.放不放光電子，看入射光的最低頻率.放多少光電子，看光的強度.光電子的最大初動能大小，看入射光的頻率.要放光電子，瞬時放.4.光電效應電路的分析圖3為一真空光電管的應用電路，其陰極金屬材料的極限頻率為4.5X1014 Hz,則以下判斷中正確的是圖3A.發生光電效應時，電路中光電流的飽和值取決于入射光的頻率B.發生光電效應時，電路中光電流的飽和值取決于入射光的強度C.用 壯0.5科的光照射光電管時，電路中有光電流產生D.光照射時間越長，電路中的電流越大

7、.光電效應方程的應用在光電效應實驗中，某金屬的截止頻率相應的波長為辰 該金屬的逸出功為 .若用波長為 乂太幼的單色光做該實驗，則其遏止電壓為 .已知 電子的電荷量、真空中的光速和普朗克常量分別為e、c和h.光的波粒二象性的理解用很弱的光做雙縫干涉實驗，把入射光減弱到可以認為光源和感光膠片之間不可能同時有兩個光子存在，如圖4所示是不同數量的光子照射到感光膠片上得到的照片.這些照片說明 （）7個晦予*000個電子附000個電子圖4A.光只有粒子性沒有波動性B.光只有波動性沒有粒子性C.少量光子的運動顯示波動性，大量光子的運動顯示粒子性D.少量光子的運動顯示粒子性，大量光子的運動顯示波動性7.光的波

8、粒二象性的理解在單縫衍射實驗中，中央亮紋的光強占整個從單縫射入的光強的95%以上，假設現在只讓一個光子通過單縫，那么該光子（）一定落在中央亮紋處一定落在亮紋處C.可能落在暗紋處D.落在中央亮紋處的可能性最大8.對德布羅意波的理解德布羅意認為，任何一個運動著的物體，都有一種波與它對應,波長是入=h式中p是運動物體的動量，h是普朗克常量.已知某種紫光的波長是 440 nm, P若將電子加速，使它的德布羅意波長是這種紫光波長的104倍.求：電子的動量大小.(2)試推導加速電壓跟德布羅意波長的關系，并計算加速電壓的大小.電子質量m= 9.1X1031 kg,電子電荷量e= 1.6X10 19 C,普朗

9、克常量h= 6.6X10 j s；加速電壓的計算結果取 一位有效數字.特別提醒分析波粒二象性應注意的“三個”問題(1)個別光子的作用效果往往表現為粒子性；大量光子的作用效果往往表現為波動性.(2)頻率越低波動性越顯著，越容易看到光的干涉和衍射現象；頻率越高粒子性越顯著，越 不容易看到光的干涉和衍射現象，貫穿本領越強.(3)光在傳播過程中往往表現出波動性；在與物質發生作用時，往往表現為粒子性. 課堂強化作業1.在光電效應實驗中，用頻率為V的光照射光電管陰極，發生了光電效應，下列說法正確的是()A.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C.改用頻率小于 Y的光照射，一定

10、不發生光電效應D.改用頻率大于 Y的光照射，光電子的最大初動能變大2.以往我們認識的光電效應是單光子光電效應，即一個電子在極短時間內只能吸收到一個 光子而從金屬表面逸出.強激光的出現豐富了人們對于光電效應的認識，用強激光照射金屬，由于其光子密度極大， 一個電子在極短時間內吸收多個光子成為可能，從而形成多光子光電效應，這已被實驗證實.光電效應實驗裝置示意如圖5.用頻率為V的普通光源照射陰極 K,沒有發生光電效應.換同樣頻率為V的強激光照射陰極 K,則發生了光電效應；此時，若加上反向電壓U,即將陰極K接電源正極，陽極 A接電源負極，在K、A之間就形成了使光 電子減速的電場.逐漸增大 U,光電流會逐

11、漸減小；當光電流恰好減小到零時，所加反向電 壓U可能是下列的(其中W為逸出功，h為普朗克常量，e為電子電荷量)()h v W A. U = B.2h y WU=e e5hv W電赤C. U = 2hL W D . U =-2e e.小明用金屬鋤為陰極的光電管，觀測光電效應現象，實驗裝置示意如圖6甲所示.已知普朗克常量h= 6.63X 10 34 j s.(1)圖甲中電極A為光電管的 (填“陰極”或“陽極”)；(2)實驗中測得鋤的遏止電壓Uc與入射光頻率y之間的關系如圖乙所示，則鋤的截止頻率匕=Hz,逸出功 W0=J;如果實驗中入射光的頻率尸7.00X1014 Hz,則產生的光電子的最大初動能E

12、k =J.入射光照射到某金屬表面上發生光電效應，若入射光的強度減弱，而頻率保持不變，則()A .從光照至金屬表面上至發射出光電子之間的時間間隔將明顯增加B.逸出的光電子的最大初動能將減小C.單位時間內從金屬表面逸出的光電子數目將減少D.有可能不發生光電效應.某同學采用如圖 7所示的實驗裝置來研究光電效應現象.當用某單色光照射光電管的陰極K時，會發生光電效應現象.閉合開關S,在陽極A和陰極K之間加上反向電壓，通過調節滑動變阻器的滑片逐漸增大電壓，直至電流計中的電流恰好為零，此時電壓表的電壓值Ekm.現分別用頻率U稱為反向截止電壓，根據反向截止電壓可以計算出光電子的最大初動能為M和受的單色光照射陰

13、極K,測量到反向截止電壓分別為Ui和U2,設電子的質量為m,帶電荷量為e,A.頻率為iB,陰極K金屬的逸出功 Wo=h eUiC.陰極K金屬的極限頻率U2廠Ui邊U 1 U2D.普朗克常量h =課后強化作業、單項選擇題1 .下列說法正確的是（）A.有的光是波，有的光是粒子B.光子與電子是同樣的一種粒子C.光的波長越長，其波動性越顯著；波長越短，其粒子性越顯著D. 丫射線具有顯著的粒子性，而不具有波動性2.根據愛因斯坦的“光子說”可知 （）A. “光子說”本質就是牛頓的“微粒說”B.光的波長越大，光子的能量越小C. 一束單色光的能量可以連續變化D.只有光子數很多時，光才具有粒子性3.如圖1所示，

14、用a、b兩種不同頻率的光分別照射同一金屬板，發現當a光照射時驗電器的指針偏轉，b光照射時指針未偏轉，以下說法正確的是（）驗電器令屬板圖1A.增大a光的強度，驗電器的指針偏角一定減小a光照射金屬板時驗電器的金屬小球帶負電a光在真空中的速度大于b光在真空中的速度a光在真空中的波長小于b光在真空中的波長.在光電效應實驗中，飛飛同學用同一光電管在不同實驗條件下得到了三條光電流與電壓之間的關系曲線（甲光、()A.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C.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動能.圖3為一光電管電路，滑動變阻器滑動觸頭P位于

15、AB上某點，用光照射光電管陰極,圖3()電表無偏轉，要使電表指針偏轉，可采取的措施有A.加大照射光強度B.換用波長短的光照射C.將P向B滑動D.將電源正負極對調6.研究光電效應的電路如圖4所示.用頻率相同、強度不同的光分別照射密封真空管的鈉極板（陰極K）,鈉極板發射出的光電子被陽極A吸收，在電路中形成光電流.下列光電流與A、K之間的電壓UAK的關系圖象中，正確的是（）、多項選擇題、乙、丙所示的圖象，則（)甲丙.用極微弱的可見光做雙縫干涉實驗，隨著時間的增加，在屏上先后出現如圖5甲A.圖象甲表明光具有粒子性.圖象乙表明光具有波動性C.用紫外光觀察不到類似的圖象D.實驗表明光是一種概率波8.光電效

16、應的實驗結論是：對某種金屬（）A.無論光強多強，只要光的頻率小于極限頻率就不能產生光電效應B.無論光的頻率多低，只要光照時間足夠長就能產生光電效應C.超過極限頻率的入射光強度越弱，所產生的光電子的最大初動能就越小D.超過極限頻率的入射光頻率越高，所產生的光電子的最大初動能就越大的另9,用頻率為的單色光照射某種金屬表面，發生了光電效應現象.現改為頻率為單色光照射該金屬表面，下面說法正確的是（）A.如果 邊Y,能夠發生光電效應B.如果 辿V不能夠發生光電效應C.如果辿M,逸出光電子的最大初動能增大D.如果邊Y,逸出光電子的最大初動能不受影響10.產生光電效應時，關于逸出光電子的最大初動能Ek,下列

17、說法正確的是()A.對于同種金屬，Ek與照射光的強度無關B.對于同種金屬，Ek與照射光的波長成反比C.對于同種金屬，Ek與光照射的時間成正比D .對于同種金屬，Ek與照射光的頻率成線性關系E.對于不同種金屬，若照射光頻率不變，Ek與金屬的逸出功成線性關系.如圖6所示是用光照射某種金屬時逸出的光電子的最大初動能隨入射光頻率的變化圖線(直線與橫軸的交點坐標為 4.27,與縱軸交點坐標為 0.5).由圖可知()。寓 “I、04用 43 55&56,5 7.0 v/(xWiJ Hi)圖6A .該金屬的截止頻率為4.27X 1014 HzB.該金屬的截止頻率為5.5X1014HzC.該圖線的斜率表示普朗

18、克常量D.該金屬的逸出功為0.5 eV三、非選擇題.圖7所示是研究光電管產生的電流的電路圖，A、K是光電管的兩個電極，已知該光電管陰極的極限頻率為 如現將頻率為乂大于 助的光照射在陰極上，則：圖7(1)是陰極，陰極材料的逸出功等于 .(2)加在A、K間的正向電壓為 U時，到達陽極的光電子的最大動能為 ,將A、K間的正向電壓從零開始逐漸增加，電流表的示數的變化情況是 .為了阻止光電子到達陽極，在A、K間應加上U反=的反向電壓.(4)下列方法一定能夠增加飽和光電流的是 .A.照射光頻率不變，增加光強B.照射光強度不變，增加光的頻率C.增加A、K電極間的電壓D.減小A、K電極間的電壓.某光源能發出波長上0.60的可見光，用它照射某金屬可