(共23张PPT)
10
专题一 光子假说
爱因斯坦于 1905 年提出：在空间传播的光也不是连续的，
是以光速 c 运动的粒子(称为光子)流，是一份一份的，每一份叫
做一个光子．
一个光子的能量为 E＝hν，式中普朗克常量 h＝6.63×
－34
J·s，这个学说后来叫光子假说．
光的强度与单位时间内光子的总数有关：E＝nhν，式中 n
是单位时间内发射的光子总数．hν是一个光子的能量．
【例题】(双选)下面关于光子假说的说法正确的是(
)
A．光的强度不变，频率增大，则光子的能量不变
B．光的强度不变，频率增大，则光子的能量增加
C．光的强度不变，频率增加，则单位时间内发射的光子
数不变
D．光的强度不变，频率增加，则单位时间内发射的光子
数减少
解析：经典电磁学理论认为光的强度与光的频率成正比，
这个认识被光电效应现象所否定，是错误的．而爱因斯坦的光
子假说建立在普朗克量子化假说的基础之上，很好的解释了光
电效应现象，被实验证明是正确的．爱因斯坦认为在空间传播
的光是不连续的，是以光速 c 运动的粒子流，是一份一份的，
每一份叫做一个光子，光子的能量和它的频率成正比，频率增
加，光子的能量必然增加，A 错，B 正确；根据爱因斯坦理论，
光的强度E＝nhν,式中n 是单位时间内发射的光子总数,hν是
一个光子的能量．所以，光的强度不变，频率增加，必有 n 减
小，所以 C 错，D 正确．
答案：BD
专题二 光电效应规律
1．产生光电效应的条件：任何一种金属，都存在极限频率
ν0，只有当入射光频率ν＞ν0 时，才能发生光电效应．
求解极限频率的方法：
2．光电子的最大初动能：光电子的最大初动能 Ekm 与入射
光强度无关，只随入射光频率的增大而增大 .电子在光的照射
下从金属逸出的初动能各不相同，从金属内部逸出的电子，需
要克服金属内部离子的引力做功，即为逸出功，所以初动能小；
而从金属表面逸出的电子，不需要克服金属内离子引力做功，
初动能大，即为最大初动能．
最大初动能的求法：
(1)可以根据爱因斯坦光电效应方程求解：
Ek＝hν－W.
(2)可以根据遏止电压求解：Ek＝eU.
3．光电效应的发生时间：几乎是瞬时发生的，一般不超过
10-9 s.
4．光电流强度的决定因素：当入射光频率ν＞ν0 时，光电
流随入射光强度的增大而增大．
入射光的强度越大，单位时间内发射的光电子数越多，一
个电子只能吸收一个光子的能量，这样，从金属内单位时间内
逸出的电子数就越多，光电流强度就越大．
【例题】关于光电效应，下列几种叙述正确的是(
)
A．金属电子的逸出功与入射光的频率成正比
B．光电流的强度与入射光的强度无关
C．用不可见光照射金属一定比用可见光照射同种金属产
生的光电子的初动能要大
D．对于任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光
的波长必须小于这个波长，才能产生光电效应
解析：光电效应是金属中的自由电子吸收了光子的能量后，
其动能大到足以克服金属离子的引力而逃逸出金属表面，成为
光电子．对一定的金属来说，逸出功是一定的．照射光的频率
越大，光子的能量越大，从金属中逸出的光电子的初动能就越
大．如果入射光子的频率较低，它的能量小于金属的逸出功，
就不能产生光电效应，这就是存在极限频率的原因．光电效应
规律中“光电流的强度”指的是光电流的饱和值(对应从阴极
发射出的电子全部被拉向阳极的状态)．因为光电流未达到饱和
值之前，其大小不仅与入射光的强度有关，还与光电管两极间
的电压有关．只有在光电流达到饱和值以后才和入射光的强度
成正比．
金属的逸出功由该金属决定，与入射光源频率无关，光电
流的强度与入射光强度成正比，选项 A、B 错误．不可见光包
括能量大的紫外线、X 射线、λ射线，也包括能量比可见光小的
红外线、无线电波，选项 C 错误．正确选项为 D.
答案：D
专题三 对爱因斯坦光电效应方程的理解
【例题】(双选)根据爱因斯坦光电效应方程 Ek＝hν－W,以
光电子的最大初动能 Ek 为纵轴，入射光子的频率ν为横轴，得
)
到如图 2－1 所示的图象，关于这图象的说法，正确的是(
图 2－1
A．图象中的 A 点代表光电子的最大初动能
B．图象中的 A 点代表能使金属产生光电子的极限频率
C．图象的斜率代表普朗克常量
D．图象的斜率代表入射光子的频率
答案：BC
1．(双选，2011 年广东卷)光电效应实验中，下列表述正确
的是( )
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
CD
2．(2011 年福建卷)爱因斯坦提出了光量子概念并成功地解
释光电效应的规律而获得 1921 年的诺贝尔物理学奖．某种金属
逸出光电子的最大初动能 Ekm 与入射光频率ν的关系如图 2－2
所示，其中ν0 为极限频率．从图中可以确定的是( )
图 2－2
A．逸出功与ν有关
B．Ekm 与入射光强度成正比
C．当ν<ν0 时，会逸出光电子
D．图中直线的斜率与普朗克常量有关
答案：D
3．(2010 年上海卷)根据爱因斯坦光子说，光子能量 E 等于
)
A
(h 为普朗克常量，c、λ为真空中的光速和波长)(
4．(2010 年浙江卷)在光电效应实验中，飞飞同学用同一光
电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲
)
线(甲光、乙光、丙光)，如图 2－3 所示．则可判断出(
图 2－3
A．甲光的频率大于乙光的频率
B．乙光的波长大于丙光的波长
C．乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率
D．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能
答案：B
B
6．(双选，2010 年天津卷)用同一光电管研究 a、b 两种单
色光产生的光电效应，得到光电流 I 与光电管两极间所加电压
)
U 的关系如图 2－4.则这两种光(
图 2－4
A．照射该光电管时 a 光使其逸出的光电子最大初动能大
B．从同种玻璃射入空气发生全反射时，a 光的临界角大
C．通过同一装置发生双缝干涉，a 光的相邻条纹间距大
D．通过同一玻璃三棱镜时，a 光的偏折程度大
答案：BC(共28张PPT)
第二节
光子
知识点 1 能量量子假说
1．普朗克能量量子假说：热辐射所辐射的___________，只
能一份一份辐射，每一份的能量等于 hν.其中ν是辐射电磁波的
频率，h 是一个常量，称为普朗克常量，实验测得 h＝ 6.63×
10-34 J·s.
2．意义：由这个假说出发，可以非常合理地解释某些电磁
波的辐射和吸收的实验现象．这种现象称为量子化现象．
能量不连续
知识点 2 光子假说
1．光子假说：在空间传播的____________的，是以光速 c
运动的粒子(称为光子)流，是一份一份的，每一份叫做一个光
子．
2．光子能量：一个光子的能量为______，式中 h 是普朗克
常量．
知识点 3 光电效应方程
1．逸出功：由于离子的束缚，电子必须做功，才能脱离原
子的束缚而逸出表面，这个功称为物体的逸出功，用 W 表示．
光也是不连续
ε＝hν
知识点 4 对光电效应的解释
1．对极限频率的解释
极限频率：
2．对遏止电压的解释
在光电管的两极间加上反向电压，只有那些动能最大的光
电子才能克服电场力做功而到达阳极，当反向电压达到遏止电
压时，即使是那些动能最大的光电子也不能到达阳极，于是光
电流被截止，此时的光电管两极间的反向电压就是遏止电压．
知识点 5 光电效应规律
1．产生光电效应的条件：任何一种金属，都存在极限频率
ν0，只有当入射光频率ν＞ν0 时，才能发生光电效应．
2．光电子的最大初动能：光电子的最大初动能 Ekm 与入射
光强度无关，只随入射光频率的增大而增大 .
3．光电效应的发生时间：几乎是瞬时发生的.
4．光电流强度的决定因素：当入射光频率ν＞ν0 时,光电
流随入射光强度的增大而增大．
【例题】入射光照到某金属表面上发生光电效应，若入射光的强
度减弱，而频率保持不变．下列说法正确的是(
)
A．逸出的光电子的最大初动能减少
B
B．单位时间内从金属表面逸出的光电子数目减少
C．从光照至金属表面到发射出光电子之间的时间间隔将增加
D．不发生光电效应
解析：由于入射光的频率不变，故光电子的最大初动能不变，A
错；当入射光的强度不变，频率增大，单位时间内逸出的光电子数将
减少，B 正确；只要在光照射的同时几乎就有光电子逸出，与光的强
度无关，C 错；只要大于极限频率就有光电效应现象，D 错．
1．红、橙、黄、绿四种单色光中，光子的能量最小的是(
)
A
A．红光
C．黄光
B．橙光
D．绿光
解析：光的颜色由频率决定，红光的频率最小，光子能量
最小，只有 A 正确．
知识点 6 光子假说与爱因斯坦光电效应方程
爱因斯坦认为：在空间传播的光也不是连续的，是以光速
c 运动的粒子(称为光子)流，是一份一份的，每一份叫做一个光
子．光子的能量与其频率成正比，即 E＝hν.
【例题】用某种频率的紫外线分别照射铯、锌、铂三种金
属，从铯中发射出的光电子的最大初动能是 2.9 eV，从锌中发
射出的光电子的最大初动能是 1.4 eV，铂没有光电子射出，则
)
对这三种金属逸出功大小的判断，下列结论正确的是(
A．铯的逸出功最大，铂的逸出功最小
B．锌的逸出功最大，铂的逸出功最小
C．铂的逸出功最大，铯的逸出功最小
D．铂的逸出功最大，锌的逸出功最小
解析：根据爱因斯坦光电效应方程 Wkm＝hν－W.当照射光
的频率一定时，光子的能量 hν就是一个定值，在光电效应中的
所产生的光电子的最大初动能等于光子的能量减去金属的逸出
功．最大初动能越大，说明这种金属的电子逸出功越小，若没
有光电子射出，说明光子的能量小于电子的逸出功．因此说铂
的逸出功最大，而铯的逸出功最小．
答案：C
2．如图 2－2－1 所示，当电键 S 断开时，用光子能量为
2.5 eV 的一束光照射阴极 K，发现电流表读数不为零．合上电
键，调节滑线变阻器，发现当电压表读数小于 0.60 V 时，电流
表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于 0.60 V 时，电流表
)
读数为零．由此可知阴极材料的逸出功为(
图 2－2－1
A．1.9 eV
C．2.5 eV
B．0.6 eV
D．3.1 eV
解析：电流表读数刚好为零说明刚好没有光电子能够到达
阳极，根据动能定理，光电子的最大初动能刚好为 0.6 eV.由
Ekm＝hν－W 可知 W＝1.9 eV.选 A.
答案：A
铯 钾 锌 银 铂
ν0/×1014 Hz 4.55 5.38 8.07 11.5 15.3
题型 1
光电效应现象
【例题】(双选)下表是几种金属的极限频率，当用频率为
6.00×1014Hz 的单色光照射表中的金属时，能从金属表面逸出
)
光电子的是(
A.铯
C．锌
B．钾
D．铂
解析：色光照射金属，只有入射光的频率大于极限频率，
才会从金属表面有光电子逸出，显然 AB 正确．
答案：AB
规律总结：产生光电效应的条件是入射光频率大于极限频
率，小于极限频率的入射光无论照射时间多长，都不会产生光
电效应现象.
铯 钾 锌 银 铂
λ0/nm 660 558 372 260 196
1．下表为能使表中的金属发射光电子的最大波长，当用波
长为 300 nm 的色光照射表中的金属时，不能从金属表面逸出光
电子的是( D )
A.铯
B．钾
C．锌
D．铂
解析：c=λν，可见光的波长与频率成反比．使金属发生光
电效应的极限频率是入射光的最小频率，对应最大波长，所以
当用 300 nm 的色光照射表中金属的金属时不能发生光电效应
的是银和铂，所以答案 D 正确．
题型 2
光电效应规律
【例题】(双选)某金属用黄光照射有光电子逸出，改用强
度相同的绿光照射，则(
)
AD
A．逸出光电子的最大初动能增加
B．逸出光电子最大初动能减小
C．单位时间内逸出光电子数目增加
D．单位时间内逸出的光电子数目减少
解析：绿光的频率大于黄光的频率，逸出的光电子最大初
动能必增加，A 正确，B 错；在强度不变时，增加频率，单位
时间内照射的光子数将减少，打出的电子数也将减少，C 错，
D 正确．
规律总结：当入射光的强度不变，频率增大，单位时间内
逸出的光电子数将减少，亦即光电流将变小.其原因是：光的强
度 E＝nhν，式中 n 是单位时间内入射光的光子数，当入射光的
强度不变，频率增大时必然有单位时间内入射光的光子数减少，
从而从金属中逸出的光电子数目减少.
2．钠在紫光照射下，产生光电效应并形成光电流，若减小
)
A
紫光的强度，则随之减小的物理量是(
A．光电流强度
B．光电子的最大初动能
C．紫光光子的能量
D．钠的极限频率
题型 3
爱因斯坦光电效应方程
【例题】当具有 5.0 eV 能量的光子照射到某金属表面后，
从金属表面逸出的电子具有最大的初动能是 1.5 eV.为了使这种
)
B
金属产生光电效应，入射光的最低能量为(
A．1.5 eV
B．3.5 eV
C．5.0 eV
D．6.5 eV
3．(双选)在做光电效应实验中，某金属被光照射发生了光
电效应，实验测出了光电子的最大初动能 Ek 与入射光的频率ν
)
AD
的关系如图 2－2－2 所示，由实验图像可求出(
图 2－2－2
A．该金属的逸出功
C．单位时间内逸出的光电子数
B．光电流强度
D．普朗克常量
题型 4
光电效应规律的应用
【例题】(双选)光电效应现象可以用于以下哪些应用(
)
A．太阳能电池
B．电磁炉
AC
C．自动化控制
D．回旋加速器
解析：太阳能电池是把光能转变成电能的装置，利用的是
光电效应现象，A 正确；电磁炉是电磁感应现象，B 错；利用
光电效应现象可以实现自动开关，用于自动化控制，C 正确；
回旋加速器是洛伦兹力的应用，D 错．
4．(双选)如图 2－2－3 所示的是工业生产中大部分光控制
设备用到的光控继电器示意图，它由电源、光电管、放大器、
)
电磁继电器等几部分组成，以下说法正确的是(
图 2－2－3
A．电源的 a 端是正极
B．电源的 a 端是负极
C．有光照射，衔铁被 M 吸住
D．无光照射，衔铁被 M 吸住
解析：从图中可以看出光电管的 K 是阴极，由极限频率小的金
属制成，只要有光照射，就应该逸出光电子，为使逸出的光电子能到
达阳极 A，必须在 AK 之间加上加速电压，所以电源的 a 端是正极，
A 正确，B 错；有光照射时，K 极发射光电子，电路中产生电流，经
放大器放大后的电流产生的磁场使铁芯 M 被磁化，将衔铁 N 吸住，
无光照射光电管时，电路中无电流，N 自动离开 M.C 正确，D 错．
答案：AC(共24张PPT)
第二章
波粒二象性
第一节 光电效应
知识点 1 光电效应与光电流
1．光电效应：金属在__________________的现象称为光电
效应．
2．光电子：光电效应中物体发射出的_____叫光电子．
3．光电流：在光电管中________的光电子被________，形
成的电流叫光电流．
光的照射下发射电子
电子
阴极发出
阳极收集
入射光 光电流的变化
频率不变
强度改变 强 强
中 中
弱 弱
强度不变
频率改变 蓝光 弱
绿光 中
红光 强
知识点 2 光电流的变化
1．光电流的变化情况
2.原因：光电流中光电子产生的个数、快慢与__________
有关；光电子的速度(能量)与____________有关．
知识点3 极限频率
任何一种金属都有一个________存在，在入射光的频率低
于这个最小频率时，无论入射光多强，照射时间多长，都没有
光电子产生，这个频率叫极限频率．
入射光强度
入射光频率
最小频率
知识点 4 遏止电压
1．遏止电压：在光的强度和频率不变的条件下，回路中的
光电流会随着反向电压的增加而减小，当反向电压达到一定值
时，光电流________，此时的反向电压称为遏止电压，用 U 表
示．
2．遏止电压与最大初动能的关系：当光电流减小到零时，
光电子中那些动能最大的光电子_________________，这些电子
的动能最大，完全用来克服电场力做功：
减小为零
恰好不能到达阳极
入射光 遏止电压(V)
蓝光 频率不变
强度改变 强 0.71
中 0.71
弱 0.71
强度不变
频率改变 蓝光 0.71
绿光 0.6
3．遏止电压与入射光的关系
结论：遏止电压与入射光的强度无关，与入射光的频率有
关．入射光的频率越大，遏止电压越大．说明入射光的频率越
大，光电子的最大初动能越大．
知识点 5 电磁理论解释的困难
经典的电磁理论在解释光电流的强度时还可以解释得通，
但在解释极限频率和光电子的最大初动能方面遇到不可调和的
矛盾，必须建立新的理论解释这种现象，爱因斯坦在这方面做
出了杰出贡献．
知识点 6 极限频率的理解
1．任何一种金属都有发生光电效应的极限频率，入射光的
频率必须______这个频率才能产生光电效应．
2．根据 c＝λν，发生光电效应的极限频率与最大波长相对
应，入射光的波长必须小于这个最大波长，才能产生光电效应．
大于
【例题】(双选)用波长为λ0 的光照射某金属，刚好有电子逸
出，若采用另一种波长为λ的光照射该金属，已知λ＞λ0,能否有
电子逸出(
)
BC
A．一定有
B．一定没有
C．减小该波长不一定有电子逸出
D．减小该波长一定有电子逸出
解析：因为λ＞λ0,必然有ν＜ν0,一定没有电子逸出,A 错，
B 正确；若减小该波长，则对应的频率增加，但不一定会增加
到大于极限频率，所以不一定会产生光电效应现象，也就不一
定有电子逸出，所以 C 正确，D 错．
1．(双选)如图 2－1－1 所示为一光电管的工作原理图，当
)
用波长为λ的光照射阴极 K 时，电路中有光电流，则(
图 2－1－1
A．换用波长为λ1(λ1＞λ)的光照射阴极 K 时,电路中一定没
有光电流
B．换用波长为λ 2(λ2＜λ)的光照射阴极 K 时，电路中一定
有光电流
C．增加电路中电源的路端电压，电路中的光电流一定增
大
D．将电路中电源的极性反接，电路中可能还有光电流
解析：用波长为λ的光照射阴极 K，电路中有光电流，表明
λ小于该金属的极限波长λ0,换用波长为λ1 照射,虽然λ1＞λ,但
是λ1 不一定大于λ0,所以用波长为λ1 的光照射时,可能仍有光电
,
流,故A 错误;用波长为λ2(λ2＜λ)的光照射阴极K时,因λ2＜λ
＜λ0，故电路中一定有光电流，B 正确；如果电源的路端电压
已经足够大，阴极 K 逸出的光电子都能全部被吸引到阳极形成
光电流，此时再增大路端电压，电路中的光电流也不再增大，
C 错；将电路中电源的极性反接，具有最大初动能的光电子有
可能能够克服电场阻力到达阳极，从而形成光电流，所以 D 正
确．
答案：BD
题型 1
光电效应现象
【例题】(双选)如图 2－1－2 所示，与锌板相连的验电器
的铝箔原来是闭合的，现在让弧光灯发出的弧光经一狭缝后照
射到锌板，与锌板相连的验电器的铝箔张开，以上实验事实说
明(
)
图 2－1－2
A．锌板中有电子逸出
B．空气中的电子打在锌板上
C．验电器带正电
D．验电器带负电
解析：弧光灯发出的弧光中含有大量的紫外线，紫外线照
射锌板，把电子从锌板中打出来，锌板带正电，与锌板相连的
验电器也带正电，选项 A、C 正确．
答案：AC
规律总结：光能从金属板中打出电子，说明光具有粒子性，
是光与金属板中的电子发生了相互作用，这就是光电效应现象．
金属板原来是不带电的，在光的照射下，电子被打出金属板，
则金属板和与之相连的验电器必然带正电．
1．用某种色光照射金属表面时，金属表面有光电子飞出，如果
光的强度减弱而频率不变，则(
)
B
A．光的强度减弱到某一最低数值时，就没有光电子飞出
B．单位时间内飞出的光电子数减少
C．逸出的光电子的最大初动能减小
D．单位时间内逸出的光电子数目和最大初动能都减小
解析：光电效应现象中，光电子的最大初动能取决于入射光的频
率，入射光的频率不变，光电子的最大初动能不变，C、D 错；逸出
的光电子数目与光的强度有关，光的强度减弱，逸出的光电子数目减
小，但只要有光照射，就一定有光电子逸出，所以 A 错 B 对．
题型 2
极限频率与遏止电压
【例题】(双选)用如图 2－1－3 所示的装置研究光电效应
现象，当用光子能量为 2.5 eV 的光照射到光电管上时，电流表
G 的读数为 0.2 mA. 移动变阻器的触点 c，当电压表的示数大
)
于或等于 0.7 V 时，电流表读数为 0. 则(
图 2－1－3
A．遏止电压为 1.8 V
B．电键 K 断开后，有电流流过电流表 G
C．光电子的最大初动能为 0.7 eV
D．当电压为 0.7 V 时，没有光电子逸出
答案：BC
入射光 遏止电压(V)
蓝光 频率不变
强度改变 强 0.71
中 0.71
弱 0.71
强度不变
频率改变 蓝光 0.71
绿光 0.6
2．(双选)用如图 2－1－4 所示的装置研究光电效应现象，
用色光照射光电管，测量的遏止电压记录如下：
图 2－1－4
)
根据表中的数据，以下说法正确的是(
A．蓝光照射时，光电子的最大初动能大
B．蓝光照射时，光电子的最大初动能小
C．绿光照射时，光电子的最大初动能大
D．绿光照射时，光电子的最大初动能小
答案：AD
