效應1效應1定義hλ波與粒子波與粒子

章小與評現(xiàn)象：光現(xiàn)象轉化為電現(xiàn)象本質(zhì)：電子吸收光子轉化成光電子有粒子性——光子結論光電象光子說：光子能E＝ν光的粒子性光電效應方hν＝＋mv2應用：光電開關，光電成像，光電池等康普頓效

光的波動性：光波是一種概率波：＝實物粒子的波粒二象不確定性關系：ΔxΔp≥4電子云作用“基本粒子”初：媒介、輕子、強子粒子的探測恒星的演化：“奇點”爆炸→原恒星→主序星→紅巨星或超新星→白矮星、中子星或黑洞光電效應現(xiàn)象的分析1.光電效應的特點1

cc(1)產(chǎn)生條件：入射光頻率等于大于被照射金屬的極限頻率。(2)入射光頻率→決定每個光子量E＝ν→定光電子逸出后最大初動能。(3)入射光強度→決定每秒鐘逸的光電子數(shù)→決定光電流大小。1(4)愛因斯坦光電效應方程hν＝＋mv2

，表一個電子從金屬表面逸出必須做的最小功，若ν表金屬的極限頻率，則＝ν。2．光電效應問題分析有關光電效應的問題主要有兩個方面是關于光電效應現(xiàn)象的判斷是運用光電效應方程進行簡單的計算。解題的關鍵在于掌握光電效應規(guī)律，明確各概念之間的決定關系，準確把握它們的內(nèi)在聯(lián)系。1．[多選]已知能使某金屬產(chǎn)生電效應的極限頻率為ν，()A．當用頻率為2ν的單色光照射該金屬時，一定能產(chǎn)生光電子B．當用頻率為2ν的單色光照射該金屬時，所產(chǎn)生的光電子的最大初動能為h

C．當照射光的頻率ν大于時，若ν增，則逸出功大D．當照射光的頻率大時，若ν增一倍，則光電子的最大初動能也增大一倍解析：選AB由電效應的實驗規(guī)律可知確。該金屬的極限頻率為ν，則可知逸出功＝h，光電效應方程E＝ν－，ν2ν、W＝代可知B正。逸出功由金屬自身性質(zhì)決定，與照射光的頻率無關，因此C錯誤若ν增一倍，光電的最大初動能不增大一倍D錯。對光的波粒二象性的理解ν光子的能量Ehν和量＝

是描述光的粒子性的重要物理量，波長λ和率ν是描述光的波動性的典型物理量。普朗克常量h架了粒子性與波動性之間的橋梁。項目光的粒子性

內(nèi)容①光與物質(zhì)發(fā)生相互作用時，這種作用是一份一份進行的，表現(xiàn)出粒子的性質(zhì)②少量或個別的光子表現(xiàn)出光的粒子性③頻率高的光表現(xiàn)出光的粒子性，頻率越高，粒子性越明顯

備注①粒子性的含義是“不連續(xù)”、“一份一份的”②光的粒子性中的粒子不同于宏觀觀念上的粒子2

pEpE光的波動性波和粒子的對立、統(tǒng)一

①光子傳播時，表現(xiàn)出波的性質(zhì)②大量光子表現(xiàn)出波動性③頻率低的光表現(xiàn)出光的波動性，波長越長，波動性越明顯①宏觀世界：波和粒子是相互對立的②微觀世界：波和粒子是統(tǒng)一的

①光的波動性是波本身的屬性，不是光子之間相互作用產(chǎn)生的②光的波動性中的波不同于宏觀觀念上的波hc光子說并沒有否定波動說＝中λc和λ都是波的概念2．[多選]波粒二象性是微觀世的基本特征，以下說法正確的()A．光電效應現(xiàn)象揭示了光的粒性B．熱中子束射到晶體上產(chǎn)生衍圖樣說明中子具有波動性C．黑體輻射的實驗規(guī)律可用光波動性解釋D．動能相等的質(zhì)子和電子，它的德布羅意波也相等解析：選AB光效應說明光的粒子性，所以A確；熱中子在晶體上產(chǎn)生衍射圖樣，即運動的實物粒子具有波的特性說明中子具有波動性所正黑體輻射的實驗規(guī)律說明電磁輻射具有量子化即體輻射是不連續(xù)的一一份的所以黑體輻射用光的粒h子性解釋，即C錯；根據(jù)德布意波長公式λ＝，p

＝，又質(zhì)子的質(zhì)量大于電子質(zhì)量，所以動能相等的質(zhì)子和電子，質(zhì)子的德布羅意波較短，所以D錯。(時間：分鐘滿：100分一、選擇題共8小題，每小題分，共48)1．已知鈣和鉀的截止頻率分別7.73×10Hz和5.44×10Hz，某種單色光的照射下兩種金屬均發(fā)生光電效應較們表面逸出的具有最大初動能的光電子逸的光電子具有較大的()A．波長C．能量

B．頻率D．動量解析：選A金的逸出功＝ν，據(jù)愛因斯坦電效應方程＝ν－可，從金屬鉀表面飛出的光電子的最大初動能較金屬鈣的大鈣表面飛出的光電子最大初動能hc小，因＝，所以從鈣表面逸出的光電子具有較大的長，選項正確2．用很弱的光做單縫衍射實驗改變曝光時間，在膠片上出現(xiàn)的圖像如圖所示，該實驗表明)3

phpphpA．光的本質(zhì)是波B．光的本質(zhì)是粒子C．光的能量在膠片上分布不均D．光到達膠片上不同位置的概相同解析：選C用弱的光做單縫衍射實驗，改變曝光時間，根據(jù)在膠片出現(xiàn)的圖樣，說明光有波粒二象性，故A、錯；說明光到達膠片上的不同位置的概率是不一樣的，也就說明了光的能量在膠片上分布不均勻，故C確，錯。3．某光子動量為，能量為E，則光子的速度為)A.

Eλh

B．pEC.

Ep

D.

2Eph解析：選C由速和頻率的關系式＝λν，布意波波長公式λ＝，及光子E的能量公式E＝ν可得：＝λ＝·＝。214中子內(nèi)有一個電荷量為＋e的上克和兩個電荷量為－e的夸克簡單模型是33三個夸克都在半徑為r的一圓周上下面給出的四幅圖中正確表示出各夸克所受靜電作用力的是)解析：選B依平行四邊形定則和對稱性，上夸克受到合力方向豎直向下，下夸克受到合力方向豎直向上，故選B。5兩不同頻率的光波均能使某金屬發(fā)生光電效應，如果產(chǎn)生光電流的最大值分別為I、，I<，下列關系正確的是)ABA．照射光的波長>λ

B．照射光的光子能量<EC．單位時間內(nèi)照射到金屬板的子數(shù)NBD．照射光的頻率νν

解析：選C產(chǎn)光電效應時，單位時間內(nèi)逸出的電子只與光的強度有關，即光電流的最大值只與照射到金屬板的光子數(shù)有關。若光電流最大值I<，單位時間內(nèi)照射到金屬板的光子數(shù)<，、、D錯誤，正。B6．[多選]關于電子的運動，下說法正確的(A．對于一個運動的電子，同時量其位置和動量，如果位置測量結果越精確，則動量4

測量結果也就越準確B．經(jīng)典理論所認為的電子的軌其實是電子出現(xiàn)概率最大的地方組成的圖形C．電子在能量不確定范圍小的級停留時間長D．“電子云”描述了電子在核圍出現(xiàn)的概率密度h解析：選BCD由確定性關系Δx≥，能同時確定電子的位置和動量，如果4位置測量結果越精確，則動量測量誤差就越大錯。經(jīng)典理論所認為的電子的軌道并不實際存在，電子在原子內(nèi)沒有確定位置，用點的疏密表示電子出現(xiàn)的概率分布，稱為電子云?！半娮釉啤泵枋隽穗娮釉诤酥車霈F(xiàn)的概率密度BD正確。由能量和時間的不確定性關系，電子在能量不確定范圍小的能級停留時間長C正。7．[多選]關于光的波粒二象性下列說法正確的()A．大量光子產(chǎn)生的效果往往顯出波動性，個別光子產(chǎn)生的效果往往顯示出粒子性B．光在傳播時往往表現(xiàn)出波動，光跟物質(zhì)相互作用時往往表現(xiàn)出粒子性C．頻率高的光波動性顯著，頻低的光粒子性顯著D．光既有波動性又有粒子性，明光既是波又是粒子解析：選AB光一定條件下動性顯著，在另一條件下的粒子性顯著。大量光子產(chǎn)生的效果顯示波動性，個別光子產(chǎn)生的效果則顯示出粒子性、正確。頻率高的光波長短，粒子性明顯，頻率低的光波動性明顯錯不能將光的波粒二象性理解成光既是波又是粒子，它既不同于宏觀概念中的波，也不同于宏觀概念的粒子D錯8．[多選]全國卷)在電效應實驗中，分別用頻率為、ν的色光、照射到同種金屬上，測得相應的遏止電壓分別為U和U、電子的最大初動能分為和baE。為朗克常量。下列說法正確的()bA．若ν>ν，一定有UabB．若ν>ν，一定有E>aC．若<U，則一定有bD．若ν>ν，一定有hν－>ν－aab解析選設該金屬的逸出功為根愛因斯坦光電效應方程有E＝ν－同金屬的不，則逸出光電子的最大初動能隨ν的增大而增大B項確；又＝，則最大初動能與遏止電壓成正比C正確；根據(jù)上述有＝ν－，遏止電壓U隨ν增而增大，項錯；又有ν－＝，相同則項錯誤。二、非選擇(共4小題共52分)9(12分用同頻率的光照射金屬均產(chǎn)生光電效應量金屬的遏止電壓U與入光頻率，到Uν圖，如圖所示。由圖像可得該金屬的極限頻率ν＝________Hz，普朗克常量hJ·s已知電子電荷量＝1.6×10

C。兩空答案均要求保留5

eeee兩位有效數(shù))解析：對于電子在電場中減速運動的過程，由動能定理得eU＝根據(jù)光電效應方程有＝ν－h(huán)又＝ν，聯(lián)立以上幾式得U(ν－ν)h由ν圖可知，圖線與ν軸的交點對應的頻率表示極限頻率ν，率表示。由題圖讀出相應數(shù)據(jù)，計算即可。答案：6.4×1010．(12分)已知功率為100W的燈泡消耗的電能的5%化為所發(fā)出的可見光的能量，光速c＝3×10m/s，普朗克常量＝6.63×10560，算燈泡每秒內(nèi)發(fā)出的子數(shù)。

J·s。假定所發(fā)出的可見光的波長都是hc解析：波長為的光子能量為Eλ設燈泡每秒內(nèi)發(fā)出的光子數(shù)為，燈泡的電功率為。kP則＝，式中k＝5%是燈泡的發(fā)光效率，EkPλ聯(lián)立解得n，hc代入數(shù)據(jù)得n≈1.4×10個答案：個11．分原核的半徑為10

m，估算核內(nèi)質(zhì)子的動量不確定圍。如果電子被限制在核內(nèi)，其動量不確定范圍又是多少？解析：設質(zhì)子的位置不確定范圍等于原子核的半徑，即x＝h式·Δ≥4hkg·m/s。得Δ≥4Δ

m，由不確定關系公同理子限制在核內(nèi)的不確定范圍與質(zhì)子一樣為≥5.3×10

kg·m/s。答案：≥5.3×10

kg·m/sΔ≥5.3×10

kg·m/s12.(14分研光電效應規(guī)律的驗裝置如圖所示，光電管的陰極材料為金屬鉀，其逸出功為W＝eV用光子能量為10.75eV的外線照射光電管節(jié)阻器滑片位置，使光電流剛好為零。求：6

(1)電壓表的示數(shù)是多少？(2)若照射光的強度不變，紫外的頻率增大一倍，陰極K每內(nèi)逸出的光電子數(shù)如何變化？到達陽極的光電子動能為多大？(3)若將電源的正負極對調(diào)，到陽極的光電子動能為多大？解析：(1)由電效應方程E＝ν－得光電子最大初動能E＝8.50eV光電管兩端加有反向電壓，光電子由K向減速運動。由動能定理eU－，中E＝0得EU＝＝V。e(2)設光的強度為nhν，強不變，頻