第3講光電效應波粒二象性一、光電效應1.光電效應的現(xiàn)象電子光電子正電

在光的照射下物體發(fā)射________的現(xiàn)象叫光電效應，發(fā)射出來的電子叫________.如圖11-3-1所示的裝置中，用弧光燈照射鋅板，有電子從鋅板表面飛出，使原來不帶電的驗電器帶________.

圖11-3-12.光電效應的規(guī)律大于強度增大

(1)每種金屬都有一個極限頻率，入射光的頻率必須____這個極限頻率才能產(chǎn)生光電效應，低于這個頻率不能產(chǎn)生光電效應. (2)光電子的最大初動能與入射光的________無關，只隨入射光頻率的增大而________.幾乎瞬時強度(3)光電效應的發(fā)生是________的，一般不超過10－9s.

(4)當入射光的頻率大于極限頻率時，飽和光電流的強度與入射光的________成正比.

3.愛因斯坦的光子說：光的能量不是________的，而是一份一份的，每一份叫做一個________，光子的能量E跟光的頻率ν成________，E＝__________(h是普朗克常量).4.愛因斯坦光電效應方程(1)最大初動能和逸出功

連續(xù)光子

金屬表面的電子吸收光子后，克服金屬原子核的引力做功.直接從金屬表面逸出的電子所具有的最大動能稱為最大初動能Ek；克服金屬原子核的引力逃逸出成為光電子所做的功的最小值叫逸出功W0.Ek＝hν－W0(2)光電效應方程：_______________，hν極限＝W0.正比hν【基礎檢測】1.(多選)一單色光照到某金屬表面時，有光電子從金屬表面逸出，下列說法中正確的是()

A.無論增大入射光的頻率還是增大入射光的強度，金屬的逸出功都不變

B.只延長入射光照射時間，光電子的最大初動能將增大

C.只增大入射光的頻率，光電子的最大初動能將增大

D.只增大入射光的頻率，光電子逸出所經(jīng)歷的時間將縮短解析：金屬逸出功只與極限頻率有關，A正確.根據(jù)光電效應方程Ek＝hν－W0

可知，光電子的最大初動能由入射光的頻率和逸出功決定，只延長入射光照射時間，光電子的最大初動能將不變，B錯誤，C正確.發(fā)生光電效應的條件是入射光的頻率大于截止頻率，光電子逸出所經(jīng)歷的時間幾乎同時，D錯誤.答案：AC

二、光的波粒二象性與物質波

1.光的波粒二象性

(1)光的干涉、衍射、偏振現(xiàn)象證明光具有________性. (2)光電效應說明光具有________性. (3)光既具有波動性，又具有粒子性，稱為光的____________性.波動粒子波粒二象2.物質波(1)概率波大小

光的干涉現(xiàn)象是大量光子的運動遵守波動規(guī)律的表現(xiàn)，亮條紋是光子到達概率________的地方，暗條紋是光子到達概率________的地方，因此光波又叫概率波. (2)物質波 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λ＝________，p為運動物體的動量，h為普朗克常量.hp【基礎檢測】2.關于光的本性，下列說法正確的是()

A.光既具有波動性，又具有粒子性，這是互相矛盾和對立的

B.光的波動性類似于機械波，光的粒子性類似于質點

C.大量光子才具有波動性，個別光子只具有粒子性

D.由于光既具有波動性，又具有粒子性，無法只用其中一種去說明光的—切行為，只能認為光具有波粒二象性

答案：D

考點1光電效應的理解

【考題題組】

1.(多選，2016年新課標Ⅰ卷改編)現(xiàn)用某一光電管進行光電效應實驗，當用某一頻率的光入射時，有光電流產(chǎn)生.下列說法正確的是()

A.保持入射光的頻率不變，入射光的光強變大，飽和光電流變大

B.入射光的頻率變高，飽和光電流變大

C.入射光的頻率變高，光電子的最大初動能變大

D.保持入射光的光強不變，不斷減小入射光的頻率，始終有光電流產(chǎn)生

答案：AC

2.(多選，2017年廣東湛江一中高三模擬)用如圖

11-3-2

所示的光電管研究光電效應的實驗中，用某種頻率的單色光a照射光電管陰極K，電流計G的指針發(fā)生偏轉.而用另一頻率的單色光b照射光電管陰極K時，電流計G的指針不發(fā)生偏轉，那么()

A.a光的頻率一定大于b光的頻率

B.只增加a光的強度可使通過電流計G的電流增大

C.增加b光的強度可能使電流計G的指針發(fā)生偏轉

D.用a光照射光電管陰極K時通過電流計G的電流是由d到c圖11-3-2

解析：由于用單色光a照射光電管陰極K，電流計G的指針發(fā)生偏轉，說明發(fā)生了光電效應，而用另一頻率的單色光b照射光電管陰極K時，電流計G的指針不發(fā)生偏轉，說明b光不能使K發(fā)生光電效應，即a光的頻率一定大于b光的頻率；增加a光的強度可使單位時間內逸出光電子的數(shù)量增加，則通過電流計G的電流增大；因為b光不能發(fā)生光電效應，所以即使增加b光的強度也不可能使電流計G的指針發(fā)生偏轉；用a光照射光電管陰極K時通過電流計G的電子的方向是由d到c，所以電流方向是由c到d.選項A、B正確.答案：AB考點2光電效應方程及圖象的理解

1.愛因斯坦光電效應方程

Ek＝hν－W0.

hν：光子的能量.

W0：逸出功，即從金屬表面直接飛出的光電子克服原子核引力所做的功.

Ek：光電子的最大初動能.2.四類圖象圖象名稱圖線形狀由圖線直接(間接)得到的物理量最大初動能Ek與入射光頻率ν的關系圖線①極限頻率：圖線與ν軸交點的橫坐標νc②逸出功：圖線與Ek軸交點的縱坐標的值W0＝|－E|＝E③普朗克常量：圖線的斜率k＝h顏色相同、強度不同的光，光電流與電壓的關系①遏止電壓Uc：圖線與橫軸的交點②飽和光電流Im：電流的最大值③最大初動能：Ekm＝eUc(續(xù)表)圖象名稱圖線形狀由圖線直接(間接)得到的物理量顏色不同時，光電流與電壓的關系①遏止電壓Uc1、Uc2②飽和光電流③最大初動能Ek1＝eUc1，Ek2＝eUc2遏止電壓Uc與入射光頻率ν的關系圖線①截止頻率νc：圖線與橫軸的交點②遏止電壓Uc：隨入射光頻率的增大而增大③普朗克常量h：等于圖線的斜率與電子電量的乘積，即h＝ke.(注：此時兩極之間接反向電壓)

【考題題組】圖11-3-3

4.如圖11-3-4甲所示是研究光電效應實驗規(guī)律的電路.當用強度一定的黃光照射到光電管上時，測得電流表的示數(shù)隨電壓)乙變化的圖象如圖乙所示.下列說法正確的是(

甲

圖11-3-4A.若改用紅光照射光電管，一定不會發(fā)生光電效應B.若照射的黃光越強，飽和光電流將越大C.若用頻率更高的光照射光電管，則光電管中金屬的逸出功越大D.若改用藍光照射光電管，圖象與橫軸交點在黃光照射時的右側答案：B項目實驗基礎表現(xiàn)說明

光的波動性干涉和 衍射①光是一種概率波，即光子在空間各點出現(xiàn)的可能性大小(概率)可用波動規(guī)律來描述；②大量的光子在傳播時，表現(xiàn)出波的性質①光的波動性是光子本身的一種屬性，不是光子之間相互作用產(chǎn)生的；②光的波動性不同于宏觀觀念的波考點3對波粒二象性的理解和物質波⊙重點歸納對波粒二象性的理解(續(xù)表)項目實驗基礎表現(xiàn)說明光的粒子性光電效應、康普頓效應①當光同物質發(fā)生作用時，這種作用是“一份一份”進行的，表現(xiàn)出粒子的性質；②少量或個別光子清楚地顯示出光的粒子性①粒子的含義是“不連續(xù)”、“一份一份”的；②光子不同于宏觀觀念的粒子波動性和粒子性的對立、統(tǒng)一―①大量光子易顯示出波動性，而少量光子易顯示出粒子性；②波長長(頻率低)的光波動性強，而波長短(頻率高)的光粒子性強①光子說并未否定波動說，E＝hν＝hc/λ中，ν和λ就是波的概念；②波和粒子在宏觀世界是不能統(tǒng)一的，而在微觀世界卻是統(tǒng)一的

【考題題組】

5.(多選)利用金屬晶格(大小約

10－10

m)作為障礙物觀察電子的衍射圖樣，方法是讓電子束通過電場加速后，照射到金屬晶格上，從而得到電子的衍射圖樣.已知電子質量為m，電荷量為e，初速度為0，加速電壓為U，普朗克常量為h，則下列說法中正確的是()A.該實驗說明了電子具有波動性