课件57张PPT。1、2 能量量子化 光的粒子性1.知道热辐射、黑体和黑体辐射的概念，知道黑体辐射的实验规律．
2.知道普朗克提出的能量子假说．
3.知道光电效应现象，掌握光电效应的实验规律．
4.理解爱因斯坦的光子说及对光电效应的解释，会用光电效应方程解决一些简单的问题. 重点：1.普朗克能量子假说.
2.光电效应产生的条件.
3.光电效应方程的理解与应用.
4.康普顿效应的理解.
难点：1.截止频率、遏止电压的理解.
2.光电效应方程的理解与应用.一、黑体与黑体辐射
1.热辐射：我们周围的一切物体都在辐射_______，这种辐射
与物体的_____有关.
2.黑体：指能够_____吸收入射的各种波长的电磁波而不发生
反射的物体.
3.一般材料物体的辐射规律：辐射电磁波的情况除与_____有
关外，还与材料的种类及表面状况有关.电磁波温度完全温度4.黑体辐射的实验规律：黑体辐射电磁
波的强度按波长的分布只与黑体的_____
有关，如图所示.
(1)随着温度的升高，各种波长的辐射
强度都_____.
(2)随着温度的升高，辐射强度的极大
值向波长_____的方向移动.温度增加较短【判一判】
(1)黑体就是黑色的物体.( )
(2)黑体能够完全吸收各种电磁波，但不辐射电磁波.( )
(3)黑体辐射电磁波的强度按波长分布，只与黑体的温度有关.( )
提示：(1)黑体是指能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体，不一定是黑色的物体,(1)错.
(2)黑体不仅能够吸收电磁波，而且还能够辐射电磁波，(2)错.
(3)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，(3)对. 二、能量子
1.定义：普朗克认为，带电微粒的能量只能是某一最小能量值
ε的_______，当带电微粒辐射或吸收能量时，也是以这个最小
能量值为单位_________地辐射或吸收的，这个不可再分的最小
能量值ε叫做能量子.
2.能量子大小：ε=hν，其中ν是电磁波的频率，h称为_______
常量.h=6.626×10-34 J·s(一般取h=6.63×10-34 J·s).
3.能量的量子化：在微观世界中能量是_______的，或者说微观
粒子的能量是_____的.整数倍一份一份普朗克量子化分立【想一想】普朗克是在什么情况下大胆提出能量量子化假说的？
提示：黑体辐射的实验规律在用当时已有的电磁场理论无法解释的情况下，普朗克大胆提出了能量量子化的假说，得出了黑体辐射的强度按波长分布的公式，并与黑体辐射的实验规律相当符合.三、光电效应
1.光电效应：照射到金属表面的光，能使金属中的_____从表
面逸出的现象.
2.光电子：光电效应中发射出来的_____.电子电子3.光电效应的实验规律
(1)存在着_____光电流：在光的颜色不变的情况下，入射光越
强，饱和电流越大.这表明对于一定颜色的光，入射光越强，
单位时间内发射的光电子数越多.
(2)存在着遏止电压和_____频率：光电子的最大初动能与入射
光的频率有关，而与入射光的强弱无关.当入射光的频率低于
截止频率时不能发生光电效应.
(3)光电效应具有_______：光电效应几乎是瞬时发生的，从光
照射到产生光电流的时间不超过10-9 s.饱和截止瞬时性4.逸出功：使电子脱离某种金属所做功的_______.不同金属的
逸出功__(A.相同 B.不同).最小值B【判一判】
(1)任何频率的光照射到金属表面都可以发生光电效应.( )
(2)金属表面是否发生光电效应与入射光的强弱有关.( )
(3)入射光照射到金属表面上时，光电子几乎是瞬时发射的.( )
提示：(1)光电效应的发生存在着截止频率，当入射光的频率低于截止频率时，光电效应不能发生，(1)错.
(2)光电效应的发生只与入射光的频率有关，与入射光的强弱无关，(2)错.
(3)光电效应的发生具有瞬时性，一般不超过10-9s，即光电子几乎是瞬时发射的，(3)对. 四、爱因斯坦的光电效应方程
1.光子说:光不仅在发射和吸收时能量是一份一份的,而且光本
身就是由一个个不可分割的能量子组成的,这些能量子被称为
_____，频率为ν的光的能量子为hν.光子2.爱因斯坦光电效应方程
(1)表达式:____=Ek+W0或Ek=____-W0.
(2)物理意义:金属中电子吸收一个光子获得的能量是hν,这些
能量一部分用于克服金属的________,剩下的表现为逸出后电
子的初动能Ek.hνhν逸出功W0【想一想】不同频率的光照射到同一金属表面发生光电效应时，光电子的初动能是否相同？
提示：由于同一金属的逸出功相同，而不同频率的光的光子能量不同，由光电效应方程可知，发生光电效应时，逸出的光电子的初动能是不同的.五、康普顿效应和光子的动量
1.光的散射
光在介质中与_________相互作用，因而传播方向_________，
这种现象叫做光的散射．
2.康普顿效应
美国物理学家康普顿在研究石墨对X射线的散射时，发现在散
射的X射线中，除了与入射波长λ0相同的成分外，还有波长
_____λ0的成分，这个现象称为康普顿效应．物质微粒发生改变大于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_______的一面.
4.光子的动量
(1)表达式：p=____.
(2)说明：在康普顿效应中，入射光子与晶体中电子碰撞时，
把一部分动量转移给电子，光子的动量变小.因此，有些光子
散射后波长变大.粒子性【想一想】太阳光从小孔射入室内时，我们从侧面可以看到这束光；白天的天空各处都是亮的；宇航员在太空中会发现尽管太阳光耀眼刺目，其他方向的天空却是黑的，为什么？
提示：在地球上存在着大气，太阳光经微粒散射后传向各个方向，而在太空中的真空环境下光不再散射只向前传播. 正确理解光电效应中的五组概念
【探究导引】
如图所示是研究光电效应的电路图，通过改变入射光的频率、强度，调节滑动变阻器等，观察电压表、电流表的读数，思考以下问题：(1)从光电管射出的光电子是光子还是电子？
(2)入射光的频率保持不变，调节滑动变阻器，增大光电管的正向电压，电流表的示数达到某一值不再发生变化，说明了什么？
(3)光电流、饱和光电流与光的频率和光的强度存在怎样的关系？ 【要点整合】
1.光子与光电子：光子指光在空间传播时的每一份能量,光子不带电,光电子是金属表面受到光照射时发射出来的电子，其本质是电子，光子是光电效应的因，光电子是果.2.光电子的动能与光电子的最大初动能：光照射到金属表面时,光子的能量全部被电子吸收，电子吸收了光子的能量,可能向各个方向运动,需克服原子核和其他原子的阻碍而损失一部分能量,剩余部分为光电子的初动能;只有金属表面的电子直接向外飞出时,只需克服原子核的引力做功,才具有最大初动能.光电子的初动能小于或等于光电子的最大初动能.3.光子的能量与入射光的强度：光子的能量即每个光子的能量，其值为E=hν(ν为光子的频率)，其大小由光的频率决定.入射光的强度指单位时间内照射到金属表面单位面积上的总能量，入射光的强度等于单位时间内光子能量与入射光子数的乘积.
4.光电流和饱和光电流：金属板飞出的光电子到达阳极，回路中便产生光电流，随着所加正向电压的增大，光电流趋于一个饱和值，这个饱和值是饱和光电流，在一定的光照条件下，饱和光电流与所加电压大小无关.5.光的强度与饱和光电流：饱和光电流与入射光强度成正比的规律是对频率相同的光照射金属产生光电效应而言的.对于不同频率的光，由于每个光子的能量不同，饱和光电流与入射光强度之间没有简单的正比关系.【特别提醒】(1)光电效应的实质是光现象转化为电现象．
(2)发生光电效应时，饱和光电流与入射光的强度有关，要
明确不同频率的光、不同金属与光电流的对应关系． 【典例1】(2012·衡水高二检测)对光电效应的理解正确
的是( )
A.金属钠的每个电子可以吸收一个或一个以上的光子，当它积累的动能足够大时，就能逸出金属
B.如果入射光子的能量小于金属表面的电子克服原子核的引力而逸出时所需做的最小功，便不能发生光电效应
C.发生光电效应时，入射光越强，光子的能量就越大，光电子的最大初动能就越大
D.由于不同金属的逸出功是不相同的，因此使不同金属产生光电效应，入射光的最低频率也不同【思路点拨】解答本题应注意以下三点：
关键点
(1)发生光电效应时，一个金属电子只能吸收一个光子.
(2)光电效应的发生只与入射光的频率有关.
(3)发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光的频率和金属的逸出功有关，与光强无关.【规范解答】选B、D.按照爱因斯坦的光子说，光子的能量由光的频率决定，与光强无关，入射光的频率越大，发生光电效应时产生的光电子的最大初动能越大；但要使电子离开金属，电子必须具有足够的动能，而电子增加的动能只能来源于照射光的光子能量，且一个电子只能吸收一个光子，不能同时吸收多个光子，所以光子的能量小于某一数值时便不能产生光电效应现象；电子从金属逸出时只有从金属表面向外逸出的电子克服原子核的引力所做的功最小.综上所述，选项B、D正确.【变式训练】(2012·银川高二检测)硅光电池是利用光电效应将光辐射的能量转化为电能，若有N个频率为ν的光子打在光电池极板上，这些光子的总能量为(h为普朗克常量)( )
A.hν B. Nhν C.Nhν D. 2Nhν
【解析】选C.光子能量与频率有关，一个光子的能量为ε=hν，N个光子能量为Nhν，故C正确.【变式备选】根据爱因斯坦光子说，光子能量等于(h为普朗克常量，c、λ为真空中的光速和波长)( )
【解析】选A.光子的能量E=hν= 故选A. 全面理解光电效应方程及其规律
【探究导引】
根据爱因斯坦的光电效应方程Ek=hν-W0，思考以下问题：
(1)光电效应方程的实质是什么？
(2)由光电效应方程如何推导出产生光电效应的条件？【要点整合】
1.光电效应方程Ek=hν-W0的四点理解
(1)式中的Ek是光电子的最大初动能，就某个光电子而言，其离开金属时剩余动能大小可以是0～Ek范围内的任何数值.
(2)光电效应方程实质上是能量守恒方程.
能量为E=hν的光子被电子吸收，电子把这些能量的一部分用来克服金属表面对它的吸引，另一部分就是电子离开金属表面时的动能.如果克服吸引力做功最少为W0，则电子离开金属表面时动能最大为Ek，根据能量守恒定律可知：Ek=hν-W0.(3)光电效应方程包含了产生光电效应的条件.
若发生光电效应，则光电子的最大初动能必须大于零，即
Ek=hν-W0＞0，亦即hν＞W0，ν＞ =νc,而νc= 恰好
是光电效应的截止频率.
(4)Ekm-ν曲线.如图所示是光电子最大初动
能Ekm随入射光频率ν的变化曲线.这里，横
轴上的截距是截止频率或极限频率；纵轴上
的截距是逸出功的负值；斜率为普朗克常量. 2.光电效应规律中的两条线索、两个关系
(1)两条线索照射光
光电子强度——决定着每秒钟光源发射的光子数 频率——决定着每个光子的能量ε=hν每秒钟逸出的光电子数——决定着光电流的大小
光电子逸出后的最大初动能 mv2(2)两个关系
光强→光子数目多→发射光电子多→光电流大；
光子频率高→光子能量大→产生光电子的最大初动能大.【特别提醒】(1)逸出功和截止频率均由金属本身决定，与其他因素无关.
(2)光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大，但不是正比关系．【典例2】(2011·新课标全国卷)在光电效应实验中，某金属的截止频率相应的波长为λ0，该金属的逸出功为_______.若用波长为λ(λ<λ0)的单色光做实验，则其遏止电压为_______.已知电子的电荷量、真空中的光速和普朗克常量分别为e、c和h.
【思路点拨】解答本题时可按以下思路分析：
先由爱因斯坦光电效应方程计算出逸出功，再由遏止电压与光电子最大初动能的关系及光电效应方程，求出遏止电压.【规范解答】由W0=hν0= ，又eU=Ek，
且Ek=hν-W0，ν=
所以
答案:【总结提升】利用光电效应规律解题应明确两点
(1)光电流强度
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.(2)两个决定关系
①逸出功W0一定时，入射光的频率决定着能否产生光电效应以及光电子的最大初动能.
②入射光的频率一定时，入射光的强度决定着单位时间内发射出来的光电子数. 【变式训练】(2011·广东高考)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【解析】选C、D.要产生光电效应，入射光的频率必须大于一个最小频率，即极限频率，当入射光的频率小于极限频率时，不管光的强度多大都不会产生光电效应，与光照时间无关，故D正确，A、B错误；对同一种金属，入射光的频率越大，光电子的最大初动能越大，需要的遏止电压越大，C正确. 光子说对康普顿效应的解释
【探究导引】
如图所示是利用光子说解释康普顿效应的示意图，思考以下问题：
(1)光子与电子碰撞过程中，光子的能量发生了怎样的变化？
(2)康普顿效应揭示了什么道理？【要点整合】
1.假定X射线光子与电子发生弹性碰撞.光子和电子相碰撞时，光子有一部分能量传给电子，散射光子的能量减少，于是散射光的波长大于入射光的波长.
2.康普顿效应进一步揭示了光的粒子性，也再次证明了爱因斯坦光子说的正确性.
【特别提醒】光电效应应用于电子吸收光子的问题；而康普顿效应应用于讨论光子与电子碰撞且没有被电子吸收的问题.【典例3】康普顿效应证实了光子不仅具有能量，也有动量.如图给出了光子与静止电子碰撞后，电子的运动方向，则碰后光子可能沿方向_______运动，并且波长_______(选填“不变”、“变短”或“变长”).【思路点拨】根据碰撞过程中动量、能量均守恒以及动量是矢量分析此题.
【规范解答】因光子与电子在碰撞过程中动量守恒，所以碰撞之后光子和电子的总动量的方向与光子碰前动量的方向一致,可见碰后光子运动的方向可能沿1方向，不可能沿2或3方向；通过碰撞，光子将一部分能量转移给电子，能量减少，由E=hν知，频率变小，再根据c=λν知，波长变长.
答案:1 变长【变式训练】假如一个光子与一个静止的电子碰撞，光子并没
有被吸收，只是被电子反弹回来，散射光子的频率与原来光子
的频率相比哪个大？为什么？
【解析】碰撞后光子动量减小，而 所以波长变长，又由
c=λν知ν变小.
答案:见解析【温馨提示】爱因斯坦光电效应方程是高考的重点内容，考查问题相对综合，往往结合Ekm-ν图象考查，理解图象的意义以及光电效应的规律尤为重要.【典例】(2011·福建高考)爱因斯坦因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的关系如图所示，其中ν0为极限频率.从图中可以确定的是_____.(填选项前的字母)
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【思路点拨】解答本题时应能读懂图象，且应理解光电效应的两个关系.
【规范解答】选D.金属的逸出功与入射光无关，A错；光电子的最大初动能与入射光强度无关，与入射光的频率和金属的逸出功有关，B错；当入射光的频率小于极限频率，不能发生光电效应现象，C错；据光电效应方程可知图象的斜率与普朗克常量有关，D对.光电效应规律的理解与应用
对于光电效应规律的理解与应用需注意以下三点：
(1)能不能发生光电效应由入射光的频率决定，与入射光的强度无关.
(2)发生光电效应时，产生的光电子数与入射光的频率无关，与入射光的强度有关.
(3)最小逸出功对应金属的极限频率,由波速公式可知，最小逸出功还对应极限波长.【案例展示】关于光电效应的规律，下面说法正确的是( )
A.当某种色光照射金属表面时，能产生光电效应，则入射光的频率越高，产生的光电子的最大初动能越大
B.当某种色光照射金属表面时，能产生光电效应，则入射光的强度越大，产生的光电子数越多
C.同一频率的光照射不同金属，如果都能产生光电效应，则逸出功越大的金属产生的光电子最大初动能也越大
D.对于某种金属，入射光波长必须小于某一极限波长，才能产生光电效应【规范解答】选A、B、D.由光电效应规律知，对于某种金属，
其逸出功是一个定值，当照射光的频率一定时，光子的能量是
一定的，产生的光电子的最大初动能也是一定的，若提高照射
光的频率，则产生的光电子最大初动能也将增大，A正确；要
想使某种金属发生光电效应，必须使照射光的频率大于其极限
频率ν0，因刚好产生光电效应时，光电子的初动能为零，则
hν0=W，所以 照射光频率ν≥ν0，即
λ≤λ0= 时能产生光电效应，D正确；同一频率的光照射
到不同金属上时，因各种金属的逸出功不相同，产生的光电子
的最大初动能也不相同，逸出功越小，电子摆脱金属的束缚也越容易，电子脱离金属表面时的初动能越大，C错误；若照射光的频率不变，对于特定的金属，增加光强，不会增加光电子的最大初动能，因频率不变时，入射光的光子能量不变，但由于光强的增加，入射光的光子数目增加，因而产生的光电子数目也随之增加，B正确.【易错分析】本题易错选项及错误原因分析如下：课件45张PPT。3 粒子的波动性1.知道光的本性认识史．
2.知道光的波粒二象性，理解其对立统一的关系．
3.会用光的波粒二象性分析有关现象．
4.理解德布罗意波，会解释相关现象． 重点：1.理解光的波粒二象性.
2.对物质波的理解及物质波波长公式的应用.
难点：1.区分光的波动性和粒子性.
2.德布罗意波波长公式的理解及熟练应用.一、光的波粒二象性
1.光的本性大量光子产生的效果显示出波动性，如干涉、衍射、偏振现象.个别光子产生的效果显
示出粒子性，如光电效应、康普顿效应．光既有波动性又具有粒子性，即光具有波粒二象性．2.光子的能量和动量
(1)能量:ε=____.
(2)动量：p=____.hν3.意义：能量ε和动量p是描述物质的_____性的重要物理量;
波长λ和频率ν是描述物质的_____性的典型物理量.因此
ε=____和p=____揭示了光的粒子性和波动性之间的密切关系.粒子波动hν【想一想】曾有一位记者向物理学家诺贝尔奖获得者布拉格请教：光是波还是粒子?你是如何理解的？你想知道布拉格是如何回答的吗？同学们可以上网查找相关资料．
提示：光既不同于宏观观念的粒子，也不同于宏观观念的波，但光既具有粒子性又具有波动性，粒子性和波动性都是光本身的属性．二、粒子的波动性及实验验证
1.粒子的波动性
(1)德布罗意波：每一个_____的粒子都与一个对应的波相联系，这种与_________相联系的波称为德布罗意波，也叫_______.
(2)物质波的波长、频率关系式
波长：λ=___ 频率：ν=____.运动实物粒子物质波2.物质波的实验验证
(1)实验探究思路：_____、衍射是波特有的现象，如果实物粒子
具有波动性，则在一定条件下，也应该发生干涉或衍射现象.
(2)实验验证：1927年戴维孙和汤姆孙分别利用晶体做了_______
衍射的实验,得到了_____的衍射图样,证实了_____的波动性.干涉电子束电子电子(3)说明
①人们陆续证实了质子、中子以及原子、分子的_______，对
于这些粒子，德布罗意给出的 关系同样正确.
②宏观物体的质量比微观粒子的质量大得多，宏观物体运动时
的_____很大，对应的德布罗意波的波长_____，根本无法观察到
它的波动性. 波动性动量很小【判一判】
(1)一切宏观物体都伴随一种波，即物质波.( )
(2)湖面上的水波就是物质波.( )
(3)电子的衍射现象证实了实物粒子具有波动性.( )
提示：(1)根据德布罗意物质波理论，任何一个运动的物体都有一种波与之相对应，这种波就是物质波，并不是一切物体都具有物质波，(1)错.
(2)湖面上的水波是机械波，机械波不是物质波，(2)错.
(3)电子是实物粒子，衍射现象是波特有的现象，故电子的衍射现象能够证实实物粒子具有波动性，(3)对. 人类对光的本性的研究
【探究导引】
如图所示，甲是光通过双缝产生的干涉图样，乙是光照射到锌板时所发生的光电效应现象，比较这两种现象，思考以下问题：(1)如何认识光的波粒二象性及其对立统一的关系？
(2)什么情况下表现出光的波动性？什么情况下表现出光的粒子性？ 【要点整合】
1.对光的本性认识史
人类对光的认识经历了漫长的历程，从牛顿的光的微粒说、托马斯·杨和菲涅耳的波动说，从麦克斯韦的光的电磁说到爱因斯坦的光子说．直到二十世纪初，对于光的本性的认识才提升到一个更高层次，即光具有波粒二象性．对于光的本性认识史，列表如下：牛顿 惠更斯 麦克斯韦 爱因斯坦 光的直
线传播、
光的反射 光的
干涉、
衍射 能在真空中
传播,是横
波,光速等
于电磁波的
速度 光电
效应、
康普顿
效应 光既有波
动现象，
又有粒子
特征 光是一
群弹性
粒子 光是一种机械
波 光是一种
电磁波 光是由
一份一
份光子
组成的 光是具有
电磁本性
的物质,既
有波动性
又有粒子性 宏观
世界 宏观
世界 微观
世界 微观
世界 微观
世界 2.对光的波粒二象性的理解干涉和衍射 (1)光子在空间各点出现的可能性大小可用波动规律来描述.
(2)足够能量的光在传播时，表现出波的性质. (1)光的波动性是光子本身的一种属性，不是光子之间相互作用产生的.
(2)光的波动性不同于宏观观念的波. 光电效应、
康普顿效应 (1)当光同物质发生作用时，这种作用是“一份一份”进行的，表现出粒子的性质.
(2)少量或个别光子容易显示出光的粒子性. (1)粒子的含义是“不连续”、“一份一份”的.
(2)光子不同于宏观观念的粒子. 【特别提醒】(1)光既表现出波动性又表现出粒子性，要从微观的角度建立光的行为图案，认识光的波粒二象性．
(2)要明确光的波动性和粒子性在不同现象中的分析方法． 【典例1】(2012·深圳高二检测)下列说法正确的是( )
A.有的光是波，有的光是粒子
B.光子与电子是同样的一种粒子
C.光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著
D.光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，光电效应说明光具有粒子性【思路点拨】解答本题应注意以下三点：
关键点
(1)理解光的波粒二象性是光的本性.
(2)区别光波和实物粒子.
(3)知道哪些现象体现出的是光的哪种性质.【规范解答】选C、D.一切光都具有波粒二象性，光的有些行为(如干涉、衍射)表现出波动性，光的有些行为(如光电效应)表现出粒子性，所以不能说有的光是波，有的光是粒子，A错误；虽然光子和电子都是微观粒子，都具有波粒二象性，但电子是实物粒子，有静止质量，光子不是实物粒子，没有静止质量，电子是以实物形式存在的物质，光子是以场形式存在的物质，所以不能说光子和电子是同样的一种粒子，B错误；波长长，容易发生干涉、衍射，波动性强，反之，波长短，光子能量大，粒子性强，C正确；干涉、衍射是波特有的现象，光电效应说明光具有粒子性，D正确.【变式训练】(2012·海南高考)产生光电效应时，关于逸出光电子的最大初动能Ek，下列说法正确的是( )
A.对于同种金属，Ek与照射光的强度无关
B.对于同种金属，Ek与照射光的波长成反比
C.对于同种金属，Ek与光照射的时间成正比
D.对于同种金属，Ek与照射光的频率成线性关系
E.对于不同种金属，若照射光频率不变，Ek与金属的逸出功成线性关系【解析】选A、D、E.由爱因斯坦光电效应方程Ek=hν-W0可知，Ek与照射光的强度无关，选项A正确；Ek与照射光的频率ν成线性关系，与波长不是成反比的关系，选项B错误、D正确；由于电子一次性吸收光子的全部能量，Ek与照射光的时间无关，选项C错误；对于不同金属，若照射光的频率不变，由光电效应方程可知，Ek与金属的逸出功成线性关系，选项E正确.【变式备选】关于光的本性，下列说法中正确的是 ( )
A.关于光的本性，牛顿提出“微粒说”，惠更斯提出“波动说”，爱因斯坦提出“光子说”，它们都说明了光的本性
B.光具有波粒二象性是指：既可以把光看成宏观概念上的波，也可以看成微观概念上的粒子
C.光在传播时往往表现出波动性，光在跟物质相互作用时往往表现出粒子性
D.光的波粒二象性是将牛顿的粒子说和惠更斯的波动说真正有机地统一起来【解析】选C.光的波动性指大量光子在空间各点出现的可能性的大小可以用波动规律来描述，不是惠更斯的波动说中宏观意义下的机械波，光的粒子性是指光的能量是一份一份的，每一份是一个光子，不是牛顿微粒说中的经典微粒．某现象说明光具有波动性，是指波动理论能解释这一现象．某现象说明光具有粒子性，是指能用粒子说解释这个现象．要区分说法和物理史实与波粒二象性之间的关系．光在传播时容易表现出波动性，与物质发生作用时易表现出粒子性.C正确，A、B、D错误． 对物质波的理解
【探究导引】
如图所示是刘翔在110 m栏比赛中的画面，观察图片并结合体育课上同学们100 m赛跑中的情景，思考以下问题：(1)为什么我们观察不到赛跑时运动员的波动性？
(2)如何理解德布罗意波？
(3)怎样理解波粒二象性？ 【要点整合】
1.任何物体,小到电子、质子，大到行星、太阳都存在波动性，我们之所以观察不到宏观物体的波动性，是因为宏观物体对应的波长太小的缘故.
2.粒子在空间各处出现的几率受统计规律支配,不要以宏观观点中的波来理解德布罗意波.
3.德布罗意假说是光子的波粒二象性的一种推广,使之包括了所有的物质粒子,即光子与实物粒子都具有粒子性,又都具有波动性,与光子对应的波是电磁波,与实物粒子对应的波是物质波.4.对于光，先有波动性(即ν和λ)，再在量子理论中引入光子的能量ε和动量p来补充它的粒子性.反之，对于实物粒子，则先有粒子概念(即ε和p)，再引入德布罗意波(即ν和λ)的概念来补充它的波动性.不过要注意这里所谓波动和粒子，仍然都是经典物理学的概念，所谓补充仅是形式上的.综上所述，德布罗意的推想基本上是爱因斯坦1905年关于光子的波粒二象性理论(光粒子由波伴随着)的一种推广，使之包括了所有的物质微观粒子.【特别提醒】(1)一切运动着的物体都具有波动性，宏观物体观察不到其波动性，但并不否定其波动性.
(2)要注意大量光子、个别光子、宏观物体、微观粒子等相关概念的区别.
(3)在宏观世界中，波与粒子是对立的概念；在微观世界中，波与粒子可以统一. 【典例2】(2012·吕梁高二检测)质量为10 g、速度为300 m/s 在空中飞行的子弹，其德布罗意波波长是多少？为什么我们无法观察出其波动性？
【思路点拨】解答本题应注意以下两点：
关键点
(1)正确应用德布罗意波波长公式，明确式中各物理量的含义.
(2)明确宏观物体的波长很短.【规范解答】根据德布罗意的观点，任何运动着的物体都有一种波和它对应，飞行的子弹必有一种波与之对应.
子弹的动量为：
p=mv=10×10-3×300 kg·m/s=3 kg·m/s
子弹的德布罗意波波长为:
由于子弹的德布罗意波波长极短，故无法观察到其波动性.
答案:2.21×10-34 m 由于子弹的德布罗意波波长极短，无法观察到其波动性【总结提升】有关德布罗意波计算的一般方法
(1)首先计算物体的速度，再计算其动量.如果知道物体动能也
可以直接用 计算其动量.
(2)再根据 计算德布罗意波波长.
(3)需要注意的是：德布罗意波波长一般都很短，比一般的光
波波长还要短，可以根据结果的数量级大致判断结果是否合理.
(4)宏观物体的波长小到可以忽略，其波动性很不明显.【变式训练】频率为ν的光子，德布罗意波波长为 能量
为E，则光的速度为( )
A.Eλ/h B.pE C.E/p D.h2/Ep
【解析】选A、C.根据c=λν,E=hν, 即可解得光的速度为
故选A、C.【温馨提示】微观粒子与宏观物体都具有波动性，其波长都可以利用德布罗意波波长公式求解，因此要注意德布罗意波波长公式的应用.【典例】如果一个中子和一个质量为10 g的子弹都以103 m/s 的速度运动，则它们的德布罗意波的波长分别是多长？(中子的质量为1.67×10-27 kg)【思路点拨】分析此题时应注意以下两点：
关键点
(1)物体或粒子的动量ｐ=ｍｖ.
(2)德布罗意波波长【规范解答】中子的动量为：ｐ1=m1v,子弹的动量为：p2=m2v,
据 知中子和子弹的德布罗意波波长分别为：
联立以上各式解得：
将m1=1.67×10-27 kg,v=1×103 m/s,
h=6.63×10-34J·s,m2=1.0×10-2 kg
代入上面两式可解得：
λ1=4.0×10-10 m,λ2=6.63×10-35 m.
答案:4.0×10-10 m 6.63×10-35 m光的波粒二象性的理解
光既有波动性，又具有粒子性，对光的波粒二象性的理解应注意以下两点：
(1)光的波粒二象性是光的波动性和粒子性同时存在的，只是某些情况下光的波动性明显，粒子性不明显；某些情况下光的粒子性明显，波动性不明显.
(2)光的粒子性是指光是一份一份的，并不是光子间的相互作用.【案例展示】对光的认识,以下说法正确的是( )
A.个别光子的行为表现为粒子性,大量光子的行为表现为波动性
B.光的波动性是由于光子间的相互作用而形成的
C.光表现出波动性时,就不具有粒子性了,光表现出粒子性时,就不具有波动性了
D.光的波粒二象性应理解为:在某种场合下光的波动性表现明显,在另外某种场合下,光的粒子性表现明显【规范解答】选A、D.个别光子的行为表现为粒子性,大量光子的行为表现为波动性，A正确；当光和物质作用时，是“一份一份”的，表现出粒子性，并不是光子间的相互作用,B错误；光的传播表现为波动性,光的波动性与粒子性都是光的本质属性，只是表现明显与否，不容易观察并不说明不具有，C错误，D正确.【易错分析】本题易错选项及错误原因分析如下：课件46张PPT。4、5 概率波 不确定性关系1.了解经典的粒子和经典的波的基本特征.
2.了解并掌握光和物质波都是概率波.
3.理解不确定关系的具体含义. 重点：1.概率波的理解.
2.不确定关系的理解和简单应用.
难点：1.理解概率波的统计规律.
2.不确定关系的理解. 一、经典的粒子和经典的波
1.经典粒子
(1)含义：粒子有一定的_________，具有一定的_____，有的
还带有_____.
(2)运动的基本特征：遵从_____________，任意时刻有确定的
位置和_____，在时空中有确定的_____.
2.经典的波
(1)含义：在空间是_________的.
(2)特征：具有_____和_____，即具有时空的_______.空间大小质量电荷牛顿运动定律速度轨道弥散开来频率波长周期性【判一判】
(1)只要经典粒子的初始位置和初始速度已知，就可以确定任意时刻粒子的位置和速度.( )
(2)经典的波在空间传播具有周期性.( )
(3)经典的粒子和经典的波研究对象相同.( ) 提示：(1)经典粒子运动的基本特征是任意时刻有确定的位置和速度，在时空中有确定的轨道，因此只要已知初始位置和初始速度，就可以确定任意时刻粒子的位置和速度，(1)对.
(2)经典的波具有频率和波长，即具有时空的周期性，故在空间传播具有周期性，(2)对.
(3)经典的粒子和经典的波具有不同的表现，是两种不同的研究对象，(3)错.二、概率波
1.光波是一种概率波
光的波动性不是光子之间_________引起的，而是光子自身
_____的性质，光子在空间出现的概率可以通过波动的规律
确定，所以，光波是一种概率波.相互作用固有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_______的，但
在某点附近出现的概率的大小可以由_____的规律确定.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.不确定波动【想一想】1949年，前苏联物理学家费格尔曼做了一个非常精确的弱电子流衍射实验，如图所示是实验得到的衍射图样，衍射图样的结果说明了什么？提示：电子几乎是一个一个地通过双缝，底片上出现一个一个的点子(显示出点子具有粒子性).开始时底片上的点子无规律分布，随着电子数的增多，逐渐形成典型的双缝衍射图样.该实验说明衍射图样不是电子相互作用的结果，而是来源于单个电子具有的波动性.衍射图样是大量电子出现概率的统计结果.衍射图样说明每个电子到达底片上各点有一定的概率，所以德布罗意波是概率波.不确定性三、不确定性关系
1.定义：在经典物理学中，一个质点的位置和动量是可以同时
测定的；在微观物理学中，要同时测出微观粒子的位置和动量
是不太可能的，这种关系叫_________关系.
2.表达式：______≥ 其中用Δx表示粒子位置的不确定
量，用Δp表示在x方向上动量的不确定量，h是普朗克常量.ΔxΔp【想一想】对微观粒子的运动分析能不能用“轨迹”来描述？
提示：微观粒子的运动遵循不确定关系，也就是说，要准确确定粒子的位置，动量(或速度)的不确定量就更大；反之，要准确确定粒子的动量(或速度)，位置的不确定量就更大，也就是说不可能同时准确地知道粒子的位置和动量.因而不可能用“轨迹”来描述粒子的运动. 对概率波的进一步理解
【探究导引】
光和实物粒子都具有波粒二象性，光波和物质波都是概率波.波动性和粒子性是对立的还是统一的？请思考以下问题：
(1)单个粒子的运动位置是否可以预先确定？
(2)大量粒子的运动位置是否可以预言？
(3)概率波怎样解释波粒二象性？ 【要点整合】
1.单个粒子运动的偶然性
我们可以知道粒子落在某点的概率，但不能预言粒子落在什么位置，即粒子到达什么位置是随机的，是预先不能确定的.
2.大量粒子运动的必然性
由波动规律我们可以准确地知道大量粒子运动时的统计规律，因此我们可以对宏观现象进行预言.3.概率波体现了波粒二象性的和谐统一
概率波的主体是光子、实物粒子，体现了粒子性的一面；同时粒子在某一位置出现的概率受波动规律支配，体现了波动性的一面，所以说概率波将波动性和粒子性统一在一起.【特别提醒】(1)在双缝干涉和单缝衍射的暗条纹处也有光子到达，只是光子数量“特别少”，很难呈现出亮度．
(2)要理解统计规律.对统计规律的认识是理解概率波的前提． 【典例1】(2012·大庆高二检测)在做双缝干涉实验中，在观察屏的某处是亮纹，则对光子到达观察屏的位置，下列说法正确的是( )
A.到达亮纹处的概率比到达暗纹处的概率大
B.到达暗纹处的概率比到达亮纹处的概率大
C.该光子可能到达光屏的任何位置
D.以上说法均有可能【思路点拨】解决本题关键要明确概率波的知识，知道概率波的规律就是统计规律，单个光子是不能确定落在哪个点上的，我们只能得出大量光子的落点区域.
【规范解答】选A、C.根据概率波的含义，一个光子到达亮纹处的概率要比到达暗纹处的概率大得多，但并不是一定能够到达亮纹处，故A、C正确.【总结提升】关于光子到达区域的理解
光具有波动性，光的波动性是统计规律的结果，对某个光子我们无法判断它落到哪个位置，我们只能判断大量光子的落点区域．同时，我们要明确在暗条纹处，也有光子到达，只是光子数很少；对于通过单缝的大量光子而言，绝大多数光子落在中央亮纹处，只有少数光子落在其他亮纹处及暗纹处．【变式训练】(2012·成都高二检测)在光的单缝衍射实验中，在光屏上放上照相底片，并设法控制光的强度，尽可能使光子一个一个地通过狭缝，假设光子出现在中央亮纹的概率为90%.下列说法正确的是( )
A.第一个光子一定出现在中央亮纹上
B.第一个光子可能不出现在中央亮纹上
C.如果前9个光子均出现在中央亮纹上，则第10个光子还有可能出现在中央亮纹上
D.如果前9个光子均出现在中央亮纹上，则第10个光子一定不能出现在中央亮纹上【解析】选B、C.对每个光子而言，出现在中央亮纹的概率均为90%，所以第一个光子有可能出现在中央亮纹上，也有可能不出现在中央亮纹上，如果前9个光子均出现在中央亮纹上，第10个光子出现在中央亮纹的概率为90%，所以第10个光子可能会出现在中央亮纹上，因此B、C正确，A、D错误.【变式备选】2003年全世界物理学家评选出“十大最美物理实验”，排名第一的为1961年物理学家利用“托马斯·杨”双缝干涉实验装置进行电子干涉的实验.从辐射源辐射出的电子束经两靠近的狭缝后在显微镜的荧光屏上出现干涉条纹，该实验说明( )
A.光具有波动性
B.光具有波粒二象性
C.微观粒子也具有波动性
D.微观粒子也是一种电磁波【解析】选C.电子能产生干涉现象，表明电子具有波动性.干涉现象是波的特征，电子是微观粒子，它能产生干涉现象，表明电子等微观粒子具有波动性.但此实验不能说明电子等微观粒子的波就是电磁波.故只有选项C正确. 对不确定关系的理解
【探究导引】
如图所示，一束电子以速度v沿Ox轴射向狭缝时发生衍射,电
子在中央主极大区域出现的几率最大，分析此图，思考以下
问题：
(1)狭缝的宽度a和中央主极大区域的宽度说明了什么？
(2)位置和动量的不确定关系是怎样的？ 【要点整合】
1.粒子位置的不确定性
单缝衍射现象中，入射的粒子有确定的动量，但它们可以处于挡板左侧的任何位置，也就是说，粒子在挡板左侧的位置是完全不确定的.2.粒子动量的不确定性
微观粒子具有波动性，会发生衍射.大部分粒子到达狭缝之前沿水平方向运动，而在经过狭缝之后，有些粒子跑到投影位置以外.这些粒子具有与其原来运动方向垂直的动量.由于哪个粒子到达屏上的哪个位置是完全随机的，所以粒子在垂直方向上的动量也具有不确定性，不确定量的大小可以由中央亮条纹的宽度来衡量.3.位置和动量的不确定性关系：ΔxΔp≥
由ΔxΔp≥ 可以知道，在微观领域，要准确地确定粒子的
位置，动量的不确定性就更大；反之，要准确地确定粒子的动
量，那么位置的不确定性就更大.如将狭缝变成宽缝，粒子的
动量能被精确测定(可认为此时不发生衍射)，但粒子通过缝的
位置的不确定性却增大了；反之取狭缝Δx→0，粒子的位置测
定精确了，但衍射范围会随Δx的减小而增大，这时动量的测
定就更加不准确了.4.微观粒子的运动没有特定的轨道
由不确定关系ΔxΔp≥ 可知，微观粒子的位置和动量是不
能同时被确定的，这也就决定了不能用“轨迹”的观点来描述
粒子的运动，因为“轨迹”对应的粒子某时刻应该有确定的位
置和动量，但这是不符合实验规律的.微观粒子的运动状态，
不能像宏观物体的运动那样通过确定的轨迹来描述，而是只能
通过概率波进行统计性的描述.5.经典物理和微观物理的区别
在经典物理学中，可以同时用位置和动量精确地描述质点的运动，如果知道质点的加速度，还可以预言质点在以后任意时刻的位置和动量，从而描绘它的运动轨迹．在微观物理学中，不确定关系告诉我们，如果要更准确地确定粒子的位置(即Δx很小)，那么动量的测量一定会更不准确(即Δp更大)，即不可能同时准确地知道粒子的位置和动量．因而也就不可能用“轨迹”来描述粒子的运动．但是，我们可以准确地知道大量粒子运动时的统计规律．一个宏观系统总是包含着大量粒子，因此我们仍然能够对宏观现象进行预言．例如，当粒子数很少时，我们不能预言粒子通过挡板上的狭缝后落在屏上的位置，但却可以准确知道粒子落在屏上某点的概率；概率大的位置正好是某种波通过狭缝发生衍射时产生亮纹的位置．【特别提醒】(1)不确定性关系不是说微观粒子的坐标测不准，也不是说微观粒子的动量测不准，更不是说微观粒子的坐标和动量都测不准，而是说微观粒子的坐标和动量不能同时测准.
(2)普朗克常量是不确定关系中的重要角色，如果h的值可忽略不计，这时物体的位置、动量可同时有确定的值，如果h不能忽略，这时必须考虑微粒的波粒二象性.h成为划分经典物理学和量子力学的一个界线. 【典例2】质量为10 g的子弹与电子的速率相同，均为
500 m/s，测量准确度为0.01%，若位置和速率在同一实
验中同时测量，试问它们位置的最小不确定量各为多少？
(电子质量m=9.1×10-31 kg)【思路点拨】解答本题时应把握以下两点：
关键点
(1)由Δp=mΔv，求子弹和电子动量的不确定量.
(2)由不确定关系，求子弹和电子位置的最小不确定量.【规范解答】测量准确度也就是速度的不确定性，故子弹、电
子的速度不确定量为Δv=0.05 m/s,子弹动量的不确定量Δp1
=5×10-4 kg·m/s,电子动量的不确定量Δp2=4.6×10-32 kg·m/s,
由Δx≥ 子弹位置的最小不确定量Δx1=
= 1.06×10-31 m,电子位置的最小不确定量
答案:1.06×10-31 m 1.15×10-3 m【总结提升】理解不确定关系时应注意的问题
(1)从本例题可见对子弹这样的宏观物体，不确定量是微不足道
的，对测量准确性没有任何限制，但对微观粒子却是不可忽略
的.
(2)不确定性关系ΔxΔp≥ 是自然界的普遍规律，对微观世
界的影响显著，对宏观世界的影响可忽略不计．也就是说，宏
观世界中的物体质量较大,位置和速度的不确定范围较小，可同
时较精确测出物体的位置和动量.
(3)在微观世界中，粒子质量较小，不能同时精确地测出粒子的
位置和动量，也就不能准确地把握粒子的运动状态了．【变式训练】从衍射的规律可以知道，狭缝越窄，屏上中央亮
条纹就越宽，由不确定性关系式ΔxΔp≥ 判断下列说法正确
的是( )
A.入射的粒子有确定的动量，射到屏上粒子就有准确的位置
B.狭缝的宽度变小了，因此粒子的不确定性也变小了
C.更窄的狭缝可以更准确地测得粒子的位置，但粒子动量的不
确定性却更大了
D.可以同时确定粒子的位置和动量
【解析】选C.由ΔxΔp≥ ，狭缝变小了，即Δx减小了，Δp
变大，即动量的不确定性变大，故C正确，A、B、D错误.【温馨提示】宏观世界中速度的不确定量是可以忽略的，其运动遵从经典物理学理论，而微观世界中速度的不确定量是不可忽略的，经典物理学理论不再适用.【典例】已知 =5.3×10-35 J·s.试求下列情况中速度测定
的不确定量，并根据计算结果，讨论在宏观和微观世界中进行
测量的不同情况.
(1)一个球的质量m=1.0 kg,测定其位置的不确定量为10-6 m.
(2)电子的质量me=9.0×10-31 kg,测定其位置的不确定量为
10-10 m(即为原子的数量级).【思路点拨】解答本题时应把握以下两点：
关键点
(1)由不确定关系ΔxΔp≥ ,求出动量的不确定关系.
(2)由Δp=mΔv计算出速度测量的不确定关系.【规范解答】由ΔxΔp≥ 得:
(1)球的速度测定的不确定量
Δv≥ =5.3×10-29 m/s
(2)电子的速度测定的不确定量
Δv≥ =5.9×105 m/s.
球的速度不确定量在宏观世界中微不足道,可认为球的速度是确定的,其运动遵从经典物理学理论.
电子的速度不确定量不可忽略,不能认为原子中的电子具有确定的速度,其运动不能用经典物理学理论处理.
答案:见规范解答微观粒子运动的不确定性
微观粒子的运动具有不确定性，而宏观物体的运动是确定的，解答微观粒子的运动问题时，应注意以下两点：
(1)牛顿运动定律不适用于微观粒子的运动.
(2)微观粒子的位置和动量不可能同时确定，也就是说微观粒子的运动状态不能准确地描述.【案例展示】对于微观粒子的运动,下列说法中正确的是( )
A.不受外力作用时光子就会做匀速运动
B.光子受到恒定外力作用时就会做匀变速运动
C.只要知道电子的初速度和所受外力,就可以确定其任意时刻的速度
D.运用牛顿力学无法确定微观粒子的运动规律【规范解答】选D.光子不同于宏观力学的粒子，不能用宏观粒子的牛顿力学规律分析光子的运动，选项A、B错误；根据概率波、不确定关系可知，选项C错误，故选D.【易错分析】本题易错选项及错误原因分析如下：课件23张PPT。第十七章 阶段复习课一、理解光的波粒二象性应注意以下五个方面
1.光的波粒二象性,既不能理解为宏观概念中的粒子,也不能理解为宏观概念中的波.
2.光的粒子性并不否定光的波动性,只有从波粒二象性的角度出发才能统一说明光的各种行为.
3.光的波粒二象性在不同情况下的表现不同,大量光子往往显示波动性,少量光子往往显示粒子性，随着频率的增大,波动性越来越不显著,而粒子性越来越显著.4.光波是概率波,即光子在某处出现的概率受波动规律支配.
5.任何一个运动着的物体，小到电子、质子,大到行星、太阳都有一种波和它对应，波长λ=h/p，人们把这种波叫做物质波.
物质波和光波一样，也属于概率波，粒子在空间分布的概率也受波动规律支配.二、物质波
1.物质波的提出
(1)1924年，法国巴黎大学的德布罗意，在论文中把光的波粒
二象性推广到实物粒子，用类比的方法，从理论上预言了物质
波的存在.
(2)德布罗意认为：每一个运动的粒子都与一个对应的波相联
系.并且指出其能量、动量跟它对应的频率ν、波长λ的关系.2.物质波的意义
波粒二象性是微观粒子的特殊规律，一切微观粒子都存在波动性，宏观的物体也存在波动性，但波长太小，无法观测.3.对物质波的理解
(1)任何物体,小到电子、质子，大到行星、太阳都存在波动性，我们之所以观察不到宏观物体的波动性，是因为宏观物体对应的波长太小.
(2)德布罗意波是一种概率波,粒子在空间各处出现的概率受波动规律支配,不要以宏观观点中的波来理解德布罗意波.
(3)德布罗意假说是光子的波粒二象性的一种推广,使之包括了所有的物质粒子,即光子与实物粒子都具有粒子性,又都具有波动性,与光子对应的波是电磁波,与实物粒子对应的波是物质波.三、概率波
1.光波是概率波，光子的行为服从统计规律.
2.大量光子产生的效果显示出波动性，个别光子产生的效果显示出粒子性.
3.概率波的实质是指粒子在空间的分布规律是受波动规律支配的.
4.对于电子和其他微粒，由于同样具有波粒二象性.所以，它们的物质波也是概率波.波
粒
二
象
性 黑体与黑体辐射 黑体辐射的实验规律
_________假说光的波粒
二象性 粒子的波动性 ①能量子光的波粒
二象性 光
的
粒
子
性 光电
效应 现象：光现象→ _________
本质：电子 _________规律 存在_______频率
存在_______电压
存在_______电流
效应具有_______性方程：____________光子说：光子的能量_________
康普顿效应：光子既具有能量
又具有动量，光子的动量________光的波动性物质波：波长________
不确定性关系：_______________粒子的波动性 _________②电现象③光电子吸收
光子④截止⑤遏止⑥饱和⑦瞬时⑧Ek=hν-W0⑨ε=hν⑩?λ=?ΔxΔp≥?概率波一、光电效应的规律和光电效应方程
有关光电效应的问题主要有两个方面：一是关于光电效应现象的判断，二是运用光电效应方程进行计算.求解光电效应问题的关键在于掌握光电效应规律，明确各概念之间的决定关系，准确把握它们的内在联系.1.两个决定关系
照射光
2.“光电子的动能”可以是介于0～Ek的任意值，只有从金属表面逸出的光电子才具有最大初动能，且随入射光频率的增大而增大.强度→决定光电流的强弱→每秒钟发射的光电子数
频率→每个光子的能量ε＝hν →光电子的最大初
动能 mev23.光电效应是由单个光子和单个电子之间的相互作用产生的，金属中的某个电子只能吸收一个光子的能量，只有当电子吸收的能量足够克服原子核的引力而逸出时，才能产生光电效应.
4.入射光强度指的是单位时间内入射到金属表面单位面积上的光子的总能量，在入射光频率ν不变时，光强正比于单位时间内照到金属表面单位面积上的光子数，但若入射光频率不同，即使光强相同，单位时间内照到金属表面单位面积上的光子数也不相同，因而从金属表面逸出的光电子数也不相同(形成的光电流也不相同).【典例1】(2012·泰州高二检测)利用光电管研究光电效应实验如图所示，用频率为ν1的可见光照射阴极K，电流表中有电流通过，则( )
A.用紫外线照射，电流表中不一定有
电流通过
B.用红外线照射，电流表中一定无电
流通过
C.用频率为ν1的可见光照射K，当滑
动变阻器的滑动触头移到A端时，电流表中一定无电流通过
D.用频率为ν1的可见光照射K，当滑动变阻器的滑动触头向B端滑动时，电流表的示数可能不变【规范解答】选D.因紫外线的频率比可见光的频率高，所以用紫外线照射时，电流表中一定有电流通过，A错误；因不知阴极K的截止频率，所以用红外线照射时有可能发生光电效应，B错误；用频率为ν1的可见光照射K，当滑动变阻器的滑动触头移到A端时，UMK=0，光电效应仍发生，电流表中一定有电流通过，C错误；当滑动变阻器的滑动触头向B端滑动时，UMK增大，阳极M吸收光电子的能力增强，光电流会增大，当所有光电子都到达阳极M时，电流达到最大，即饱和电流，若在滑动前，电流已经达到饱和电流，那么再增大UMK，光电流也不会增大，所以D正确.【变式训练】如图所示的光电管的实验中，发现用一定频率的A单色光照射光电管时，电流表指针会发生偏转，而用另一频率的B单色光照射时，电流表指针不发生偏转，那么( )
A.A光的频率大于B光的频率
B.B光的频率大于A光的频率
C.用A光照射光电管时，流过电流表
G的电流方向是a到b
D.用A光照射光电管时，流过电流表G的电流方向是b到a【解析】选A、C.当入射光的频率大于金属的极限频率时才能发生光电效应.A光能使指针偏转，B光不能，即A光发生光电效应，B不能发生.可见A光的频率大于金属的极限频率，而B光的频率小于金属的极限频率，故选项A正确.光电效应产生的电子在光电管内从右向左定向移动.所以，电流方向从a经电流表G流向b，故选项C正确.二、光的波粒二象性的进一步理解
1.现在提到的波动性和粒子性与17世纪提出的波动说和粒子说不同.当时的两种学说是相互对立的，都企图用一种观点去说明光的各种“行为”，这是由于传统观念的影响，这些传统观念是人们观察周围的宏观物体形成的.波动性和粒子性在宏观现象中是相互对立的、矛盾的，但对于光子这样的微观粒子却只有从波粒二象性的角度出发，才能统一说明光的各种“行为”.2.光子说并不否认光的电磁说，按光子说，光子的能量ε=hν,其中ν表示光的频率，即表示了波的特征，而且从光子说或电磁说推导电子的动量都得到一致的结论.可见，光的确具有波动性，也具有粒子性.【典例2】(2012·汕头高二检测)关于光的波粒二象性的说法中，正确的是( )
A.一束传播的光，有的光是波，有的光是粒子
B.光子与电子是同样的一种粒子，光波与机械波是同样的一种波
C.频率高的光具有粒子性，频率低的光具有波动性
D.光是一种波，同时也是一种粒子，光子说并未否定电磁说，在光子能量ε＝hν中，频率ν仍表示的是波的特性【规范解答】选D.光是一种波，同时也是一种粒子，光具有波粒二象性，A错误；当光和物质作用时，是“一份一份”的，表现出粒子性，光的干涉、衍射又说明光是一种波，光既不同于宏观的粒子，也不同于宏观的波，无论频率高低，光都具有波粒二象性，B、C错误；光具有波粒二象性，光的波动性与粒子性不是独立的，由公式ε＝hν可以看出二者是有联系的.光的粒子性并没有否定光的波动性，D正确.【变式训练】从光的波粒二象性出发，下列说法正确的是( )
A.光是高速运动的微观粒子，每个光子都具有波粒二象性
B.光的频率越高，光子的能量越大
C.在光的干涉中，暗条纹的地方是光子不会到达的地方
D.在光的干涉中，亮条纹的地方是光子到达概率最大的地方
【解析】选B、D.一个光子谈不上波动性，A错误；暗条纹是光子到达概率小的地方，C错误；光的频率越高，光子的能量E＝hν越大，在光的干涉现象中，光子到达的概率大小决定光屏上出现明、暗条纹.故B、D选项正确．
