第十五章 第一讲 光电效应 光的波粒二象性

解析：光电效应瞬时(10 s)发生 与光强无关， 发生， 解析：光电效应瞬时(10－9 s)发生，与光强无关，A错； 能否发生光电效应， 能否发生光电效应，只取决于入射光的频率是否大于极 限频率，与光强无关， 限频率，与光强无关，D错；对于某种特定金属，光电子 对于某种特定金属， 的最大初动能只与入射光频率有关，入射光频率越大， 的最大初动能只与入射光频率有关，入射光频率越大， 最大初动能越大， 最大初动能越大，B错；光电子数目多少与入射光强度有 关，可理解为一个光子能打出一个电子，光强减弱，单 可理解为一个光子能打出一个电子，光强减弱， 位时间内逸出的电子数目减少， 位时间内逸出的电子数目减少，C对． 答案： 答案：C
解析：验电器的指针张开一个角度说明锌板带电， 解析：验电器的指针张开一个角度说明锌板带电，锌板 在弧光灯照射下发生光电效应失去电子而带正电，验电 在弧光灯照射下发生光电效应失去电子而带正电， 器也带正电． 器也带正电．故B项正确． 项正确． 答案： 答案：B
2．(2010·上海高考 根据爱因斯坦光子说，光子能量 E 等 ． 上海高考)根据爱因斯坦光子说 上海高考 根据爱因斯坦光子说， 为普朗克常量， 、 为真空中的光速和波长) 于(h 为普朗克常量，c、λ 为真空中的光速和波长 ( c A．hλ ． C．hλ ． λ B．hc ． h D. λ )
(2)对上述考查的热点内容(如能级跃迁、 (2)对上述考查的热点内容(如能级跃迁、核反应与核能 对上述考查的热点内容 等)要深化理解、熟练掌握，尤其是能级跃迁问题， 要深化理解、熟练掌握，尤其是能级跃迁问题， 以近几年的考题作一梳理比较，总结题型，有针对性 以近几年的考题作一梳理比较，总结题型， 的突破． 的突破． (3)注意关注与本章内容相关的科技热点和科技进步， (3)注意关注与本章内容相关的科技热点和科技进步，总 注意关注与本章内容相关的科技热点和科技进步 之，复习本章内容以全面、熟练为指导思想，不宜深 复习本章内容以全面、熟练为指导思想， 挖．
考 点 6.原子核的组成，天然放射现象，α射线、β射线、 原子核的组成，天然放射现象， 射线 射线、 射线 射线、 原子核的组成 γ射线，衰变，半衰期 射线，衰变， 射线 7.原子核的人工转变，核反应方程，放射性同位素 原子核的人工转变，核反应方程， 原子核的人工转变 及其应用 8.放射性污染和防护 放射性污染和防护 9.核能，质量亏损，爱因斯坦的质能方程 核能，质量亏损， 核能
c 解析： 正确． 解析：根据 E＝hν 和 c＝λν 得：E＝hλ，A 正确． ＝ ＝ ＝
答案： 答案：A
3．入射光照射到某金属表面上发生光电效应，若入射 入射光照射到某金属表面上发生光电效应， 光的强度减弱，而频率保持不变， 光的强度减弱，而频率保持不变，那么 ( )
A．从光照至金属表面上到发射出光电子之间的Байду номын сангаас间 间隔将明显增加 B．逸出的光电子的最大初动能将减小 C．单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少 D．有可能不发生光电效应
2．电路如图15－1－2所示． 电路如图15－ 15 所示．
图15－1－2 15－
四、光的波粒二象性、物质波 光的波粒二象性、 1．光的波粒二象性 光是一种 波 ，同时也是一种 粒子 ．光具有波粒二 象性；既不能把光波理解成宏观状态的波 象性；既不能把光波理解成宏观状态的波，也不能 把光子当成 实物粒子 ．
5．光具有波粒二象粒，那么能够证明光具有波粒二象性的 光具有波粒二象粒， 现象是( 现象是( )
A．光的反射及小孔成像 B．光的干涉，光的衍射，光的色散 光的干涉，光的衍射， C．光的折射及透镜成像 D．光的干涉，光的衍射和光电效应 光的干涉， 解析： 解析：在中学阶段表明光具有波动性的典型现象是光的 干涉和衍射现象； 干涉和衍射现象；表明光具有粒子性的典型现象是光电 效应现象和康普顿效应．故选项D正确． 效应现象和康普顿效应．故选项D正确． 答案： 答案：D
要求 Ⅰ
Ⅰ Ⅰ Ⅱ
考 点 10.重核的裂变，链式反应，核反应堆 重核的裂变，链式反应， 重核的裂变 11.轻核的聚变，可控热核反应 轻核的聚变， 轻核的聚变 12.人类对物质结构的认识 人类对物质结构的认识
要求 Ⅰ Ⅰ Ⅰ
1．从近几年高考试题看，考查的重点主要有：光电效应、 从近几年高考试题看，考查的重点主要有：光电效应、 能级与能级跃迁、核反应与核能等， 能级与能级跃迁、核反应与核能等，考查的题型多为选 择题． 择题． 2．在将来的高考中，仍会以上述内容为考查重点，考查 在将来的高考中，仍会以上述内容为考查重点， 的题型仍为选择题，题目难度不大，因此，在复习时： 的题型仍为选择题，题目难度不大，因此，在复习时： (1)认真梳理基本概念和基本规律，加强记忆． (1)认真梳理基本概念和基本规律，加强记忆． 认真梳理基本概念和基本规律
3．逸出功：某种金属中的不同电子，脱离这种金属所需 逸出功：某种金属中的不同电子， 的功不一样， 的功不一样，使电子脱离某种金属所做功的 最小值 ， 叫做这种金属的逸出功． 叫做这种金属的逸出功． 4．光电效应方程 (1)光电子的最大初动能 (1)光电子的最大初动能Ek跟入射光子的能量hν和逸出 之间的关系： 功W之间的关系： Ek＝hν－W .
[知识体系总览] 知识体系总览]
一、光电效应 的现象． 1．定义：在光的照射下物体发射 电子 的现象． 定义： 2．光电效应的规律 (1)每种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须 大于 这 (1)每种金属都有一个极限频率， 每种金属都有一个极限频率 个极限频率才能产生光电效应． 个极限频率才能产生光电效应． (2)光电子的最大初动能与入射光的强度无 (2)光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光 光电子的最大初动能与入射光的强度 频率的增大而 增大 ． (3)光电效应的发生几乎是 一般不超过10 (3)光电效应的发生几乎是 瞬时 的，一般不超过10－9 s.
6．如图15－1－4所示为证实电子波存在的实验装置，从F 如图15－ 15 所示为证实电子波存在的实验装置， 上漂出的热电子可认为初速度为零， 上漂出的热电子可认为初速度为零，所加加速电压U＝ 0.91× kg.电子被加速后 104 V，电子质量为m＝0.91×10－30 kg.电子被加速后 后入射到薄的金膜上，发生衍射作用， 通过小孔K1和K2后入射到薄的金膜上，发生衍射作用， 结果在照相底片上形成同心圆明暗条纹． 结果在照相底片上形成同心圆明暗条纹．试计算电子 的德布罗意波长． 的德布罗意波长．
三、光电效应的应用实例——光电管 光电效应的应用实例——光电管 —— 1．光电流与饱和光电流 (1)入射光强度： (1)入射光强度：指单位时间内入射到金属表面 单位面积 入射光强度 上的能量．频率一定时，光强越大， 上的能量．频率一定时，光强越大，光子数 越多 ． (2)光电流：指光电子在电路中形成的电流．光电流有最 (2)光电流：指光电子在电路中形成的电流． 光电流 大值，未达到最大值以前，其大小和光强、 大值，未达到最大值以前，其大小和光强、电压都有 关，达到最大值以后，光电流和光强成 正比 ． 达到最大值以后， (3)饱和光电流： (3)饱和光电流：指在一定频率与强度的光照射下的 最大 饱和光电流 光电流，饱和光电流不随电路中电压的增大而增大． 光电流，饱和光电流不随电路中电压的增大而增大．
4．某单色光照射某金属时不能产生光电效应，则下述措 某单色光照射某金属时不能产生光电效应， 施中可能使金属产生光电效应的是 A．延长光照时间 B．增大光的强度 C．换用波长较短的光照射 D．换用频率较低的光照射 ( )
解析： 解析：对某种金属能否发生光电效应取决于入射光的频 率，与入射光的强度和照射时间无关，所以选项A、B错 与入射光的强度和照射时间无关，所以选项A 误．没有发生光电效应，说明入射光的频率小于极限频 没有发生光电效应， 率，所以要使金属发生光电效应，应增大入射光的频率， 所以要使金属发生光电效应，应增大入射光的频率， 减小波长，所以选项C正确， 错误． 减小波长，所以选项C正确，D错误． 答案： 答案：C
二、光电效应方程 1．光子说 传播的，每一份叫一个光量子， 光是一份一份地 不连续 传播的，每一份叫一个光量子， 简称光子． 简称光子．光子的能量跟它的频率成 正比 ，即E＝ hν. 6.63× (普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s) 2．最大初动能 发生光电效应时， 发生光电效应时，金属 表面上 的电子吸收光子后克服 原子核的引力逸出时所具有动能的最大值． 原子核的引力逸出时所具有动能的最大值．
2．物质波 ． 的物体， 小到微观粒子， 任何一个 运动着 的物体， 小到微观粒子， 大到宏观物 h 都有一种波与它相对应， 体，都有一种波与它相对应，其波长 λ＝p，也称为 ＝ 德布罗意波 ．物质波是一种 概率 波．
[特别提醒] 特别提醒] (1)光的波动性是光子本身的一种属性， (1)光的波动性是光子本身的一种属性，光子和实物粒子 光的波动性是光子本身的一种属性 在空间分布的概率受波动规律的支配． 在空间分布的概率受波动规律的支配． (2)物质波既不是机械波，也不是电磁波， (2)物质波既不是机械波，也不是电磁波，物质波与光波 物质波既不是机械波 一样是概率波． 一样是概率波．
[复习备考导航] 复习备考导航] 考 点 1.光电效应，光子，爱因斯坦光电效应方程 光电效应，光子， 光电效应 2.光的波粒二象性 2.光的波粒二象性，物质波 光的波粒二象性， 3.α粒子散射实验，原子的核式结构 粒子散射实验， 粒子散射实验 4.氢原子的能级结构，光子的发射和吸收 氢原子的能级结构， 氢原子的能级结构 5.氢原子的电子云 氢原子的电子云 要求 Ⅱ Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅰ
在演示光电效应的实验中， 1. 在演示光电效应的实验中，原来不带电 的一块锌板与灵敏验电器相连， 的一块锌板与灵敏验电器相连，用弧光 灯照射锌板时， 灯照射锌板时，验电器的指针就张开一 个角度，如图15－ 个角度，如图15－1－3所示，这时( 15 所示，这时( A．锌板带正电，指针带负电 锌板带正电， B．锌板带正电，指针带正电 锌板带正电， C．锌板带负电，指针带正电 锌板带负电， D．锌板带负电，指针带负电 锌板带负电， 15－ ) 图15－1－3