高考一轮复习 光电效应 波粒二象性

－
答案
AC
借题发挥
1．解光电效应问题 应抓住三个关系式：
(1)爱因斯坦光电效应方程：Ek＝hν－W0.
(2)最大初动能与遏止电压的关系：Ek＝eUc. (3)逸出功与极限频率的关系：W0＝hν0.
2．用图象表示光电效应方程 (1)最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图线如图1－2－4所 示．
图1－2－4
4．光子的动量：p＝
光的波粒二象性、物质波 【思维驱动】
Ⅰ(考纲要求)
判断下列说法的正误：
(1)光电效应反映了光的粒子性 ( ) (2)大量光子产生的效果往往显示出粒子性，个别光子产
生的效果往往显示出波动性
(
)
) )
(3)光的干涉、衍射、偏振现象证明了光具有波动性 ( (4)只有运动着的小物体才有一种波和它相对应，大的物 体运动是没有波和它对应的 答案 (1)√ (2)× (3)√ (4)× (
光电效应具 有瞬时性
光照射金属时，电子吸收一个光子的能 量后，动能立即增大，不需要能量积累
的过程
光较强时，包含的光子数较多，照射金 属时产生的光电子较多，因而饱和电流 较大
光较强时饱
和电流大
(1)照射光的频率决定着是否发生光电效应及 光电子的初动能．照射光的强度决定着饱和电流的大小。
(2)光电子是金属表面受光照射逸出的电子，与光子不同．
h D. λ
解析 本题考查爱因斯坦光子说理论．意在考查考生 对爱因斯坦光子说理论的理解．根据 E＝hν 和 c＝λν c 得：E＝h ，A 正确．
λ
答案
A
叫做该种金属的截止频率(又叫极限频率)．不同的金属
对应着不同的极限频率． 最小值 ，叫 (3)逸出功：电子从金属中逸出所需做功的______
做该金属的逸出功．
4．爱因斯坦光电效应方程
(1)光子说：空间传播的光的能量是不连续的，是一份一份
的，每一份叫做一个光子．光子的能量为ε＝____ hν，其中h是普 朗克常量，其值为6.63×10－34J· s.
【典例2】 (2012· 江苏卷，12C)A、B两种光子的能量之比为 2∶1，它们都能使某种金属发生光电效应，且所产生的 光电子最大初动能分别为EA、EB.求A、B两种光子的动量 之比和该金属的逸出功．
解析 h c 光子能量 ε＝hν，动量 p＝ ，且 ν＝ ， λ λ
得 p＝ ，则 pA∶pB＝2∶1， c A 照射时，光电子的最大初动能 EA＝εA－W0，同理，EB ＝εB－W0， 又 εA∶εB＝2∶1， 联立解得 W0＝EA－2EB.
和p＝ 揭示了光的波动性和粒子性之间的密切关系．而
普朗克常量h起到了粒子性与波动性之间的桥梁作用．
3．德布罗意波(物质波)
(1)德布罗意假说：实物粒子也具有波动性．
(2)德布罗意波：任何一个运动的粒子，都与一个对应
的波相联系，这种与实物粒子相联系的波称为德布罗 意波，也叫做物质波． (3)物质波的波长和频率：λ＝ ν＝
(多选)(2013· 汕头模拟)如图1－2－
2所示，用导线把验电器与锌板相 连接，当用紫外线照射锌板时， 发生的现象是 ( BC)． 图1－2－2 A．有光子从锌板逸出 B．有电子从锌板逸出 C．验电器指针张开一个角度 D．锌板带负电
【知识存盘】
1．光电效应现象
光电效应：在光的照射下金属中的电子从金属表面逸出 光电子 的现象，叫做光电效应，发射出来的电子叫做______ ．
【知识存盘】 1．黑体
(1)黑体：完全吸收入射的电磁波而不发生____ 反射的物体，简称黑体．
(2)黑体辐射的特性：辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的 ____有关． 温度 (3)黑体辐射的实验规律
①一般材料的物体，辐射的电磁波除
与温度有关外，还与材料的种类及表 面状况有关． ②黑体辐射电磁波的强度按波长的分 布只与黑体的温度有关，如图1－2－1 所示．
三、康普顿效应
1．光的散射：光在介质中与物体微粒的相互作用，使光的传播方
向发生改变的现象． 2．康普顿效应：在光的散射中，散射的光线除了与入射波长λ0相 同的成分外，还有波长大于λ0的成分，这个现象叫做康普顿效应． 3．康普顿效应的意义：康普顿效应表明光子除了具有能量之外，
还具有动量，深入揭示了光的粒子性的一面．
ε
答案
2∶1
EA－2EB
【变式跟踪2】 (多选)如图1－2－3所示是用光照射某种金属时逸出
的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线(直线与横轴的
交点坐标4.27，与纵轴交点坐标0.5)．由图可知 ( )．
图1－2－3 A．该金属的截止频率为4.27×1014Hz B．该金属的截止频率为5.5×1014Hz
【知识存盘】
1.光的波粒二象性 波动性． (1)光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有____ 粒子 (2)光电效应说明光具有____ 性． 波粒二象 (3)光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的________ 性． 2 .光子的能量和动量
(1)光子能量：ε＝hν (2)光子动量： p＝ 能量ε和动量p是描述物质的粒子性的重要物理量；波长λ和 频率ν是描述物质的波动性的典型物理量．因此ε＝hν
电子从金属表面逸出，首先须克服金属原子 存在遏止频率 核的引力做功W0，即要使入射光子能量不小
于W0，对应的频率ν＝
即遏止频率
光电子的最大 电子吸收光子能量后，一部分克服阻碍作用 初动能随着入 做功，剩余部分转化为光电子的初动能，只 射光频率的增 有直接从金属表面飞出的光电子才具有最大 大而增大，与 初动能．对于确定的金属，W是一定的，故 入射光强度无 光电子的最大初动能只随入射光的频率增大 关 而增大
(4)物质波的实验验证:1927年戴维孙和汤姆孙分别利用晶 体做了电子束衍射的实验，得到了电子的衍射图样，证 实了电子的波动性．
4.概率波 （1）光波是一种概率波 光的干涉现象是大量光子的运动遵守波动规律的表 现，亮条纹是光子到达概率大的地方，暗条纹是光子到 达概率小的地方，因此光波又叫概率波． （2）物质波也是概率波 对于电子和其他微观粒子，单个粒子的位置是不确 定的，但在某点出现的概率的大小可以由波动的规律确 定．而且，对于大量粒子，这种概率分布导致确定的宏 观结果，所以物质波也是概率波．
图1－2－1
a．随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加． b．随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的 方向移动．
2．能量子
能量子 ． (1)不可再分的能量的最小值叫_______ (2)能量子公式：E＝hν，其中普朗克常量
h＝6.63×10－34J· s.
光电效应 【思维驱动】
Ⅰ(考纲要求)
考点一 对光电效应规律的理解
【典例1】 (多选)(2011· 广东卷，18)光电效应实验中，下列 表述正确的是 ( CD )．
A．光照时间越长光电流越大
B．入射光足够强就可以有光电流 C．遏止电压与入射光的频率有关 D．入射光频率大于极限频率才能产生光电子
【变式跟踪1】 (多选)光电效应的实验结论是：对某种金
(2)由曲线可以得到的物理量 ①极限频率：图线与ν轴交点的横坐标ν0. ②逸出功：图线与Ek轴交点的纵坐标的值W0＝E.
③普朗克常量：图线的斜率k＝h.
【典例3】(单选)根据爱因斯坦光子说，光子能量ε等于(h为普朗
克常量，c、λ为真空中的光速和波长) (
c A．h λ λ B．h c C．hλ
)．
(2)光电效应方程：_____________ Ek＝hν－W0
其中hν为入射光的能量，Ek为光电子的最大初动能，W0是金 属的逸出功． (3)物理意义：金属中的电子吸收一个光子获得的能量是hν， 这些能量的一部分用来克服金属的逸出功W0，剩下的表现为 逸出后电子的最大初动能Ek.
5．对光电效应规律的解释
属
产生光电效应
( AD )．
A．无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能 B．无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生 光电效应 C．超过极限频率的入射光强度越弱，所产生的光电子 的最大初动能就越小 D．超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子
来自百度文库
的最大初动能就越大
考点二 光电效应方程的应用
2．光电效应规律
极限频率 ． (1)每种金属都有一个_________
强度无关．只随入射光 (2)光子的最大初动能与入射光的____
的____ 频率增大而增大．
瞬时的． (3)光照射到金属表面时，光电子的发射几乎是____ (4)光电流的强度与入射光的强度 ____成正比．
3．遏止电压与截止频率 (1)遏止电压：使光电流减小到零的反向电压Uc. (2)截止频率：能使某种金属发生光电效应的____ 最小频率
C．该图线的斜率表示普朗克常量
D．该金属的逸出功为0.5 eV
解析
图线在横轴上的截距为截止频率，A正确、B错
误；
由光电效应方程Ek＝hν－W0， 可知图线的斜率为普朗克常量，C正确；
金属的逸出功为：
6.4×10 34×4.27×1014 W0＝hν0＝ eV＝1.71 eV，D 错误． － 1.6×10 19
第2讲 光电效应 波粒二象性
普朗克能量子假说
【思维驱动】 判断下列说法的正误：
黑体和黑体辐射
Ⅰ(考纲要求)
(1)一般物体辐射电磁波的情况与温度无关，只与材料的种类及
表面情况有关 (2)黑体能完全吸收入射的各种波长的电磁波，不反射 ( )
(
倍
)
( ) 答案 (1)× (2)√ (3)√ (4)√ )
(3)带电微粒辐射和吸收的能量，只能是某一最小能量值的整数 (4)普朗克最先提出了能量子的概念 (