第二章 波粒二象性 章末整合 课件

课件22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×－34J·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 2－1A．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：BC1．(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 2－2A．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：D3．(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 2－3A．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：BB 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