高中物理【光电效应 波粒二象性】知识点、规律总结

(3)光电效应方程中的 W0 为逸出功，它与极限频率 νc 的关系是 W0＝hνc.
2．四类图象 图象名称
最大初动能 Ek 与入射 光频率 ν 的关系图线
图线形状
读取信息 ①截止频率(极限频率)：横轴截距 ②逸出功：纵轴截距的绝对值 W0＝| －E|＝E ③普朗克常量：图线的斜率 k＝h
图象名称
2．光照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． 3．金属越活跃，逸出功越小，越容易发生光电效应． 4．当入射光的频率大于极限频率时，饱和光电流的强度与入射光的强度成正比． 5．遏止电压 Uc 与入射光频率 ν、逸出功 W0 间的关系式：Uc＝heν－We0. 6．截止频率 νc 与逸出功 W0 的关系：hνc－W0＝0，据此求出截止频率 νc.
2．光电效应的研究思路 (1)两条线索：
(2)两条对应关系： 入射光强度大→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→光电子的最大初动能大．
考点二 光电效应方程及图象的理解
师生互动
1．三个关系
(1)爱因斯坦光电效应方程 Ek＝hν－W0. (2)光电子的最大初动能 Ek 可以利用光电管实验的方法测得，即 Ek＝eUc，其中 Uc 是遏止电压．
考点一 对光电效应的理解
自主学习
1．与光电效应有关的五组概念对比
(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．光子是因，光电子是果．
(2)光电子的动能与光电子的最大初动能：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的情况，才具有最大初动能．
3．从传播与作用上看：光在传播过程中往往表现出波动性；在与物质发生作用时
往往表现为粒子性．
4．波动性与粒子性的统一：由光子的能量 E＝hν、光子的动量表达式 p＝hλ也可以 看出，光的波动性和粒子性并不矛盾：表示粒子性的能量和动量的计算式中都含有表示 波的特征的物理量——频率 ν 和波长 λ.
5．理解光的波粒二象性时不可把光当成宏观概念中的波，也不可把光当成宏观概 念中的粒子．
读取信息 ①遏止电压 Uc：横轴截距 ②饱和光电流 Im：电流的最大值 ③最大初动能：Ekm＝eUc ①遏止电压 Uc1、Uc2 ②饱和光电流 ③最大初动能 Ek1＝eUc1，Ek2＝eUc2
【反思领悟】 应用光电效应方程时的注意事项 (1)每种金属都有一个截止频率，入射光频率不低于这个截止频率时才能发生光电效 应． (2)截止频率对应着光的极限波长和金属的逸出功，即 hνc＝hλcc＝W0. (3)应用光电效应方程 Ek＝hν－W0 时，注意能量单位电子伏和焦耳的换算(1 eV＝ 1.6×10－19 J)．
(3)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．
(4)入射光强度与光子能量：入射光强度指单位时间内照射到金属表面单位面积上的 总能量．
(5)光的强度与饱和光电流：频率相同的光照射金属产生光电效应，入射光越强，饱 和光电流越大，但不是简单的正比关系．
第 1 讲 光电效应 波粒二象性
一、光电效应
1．光电效应现象：在光的照射下，金属中的电子从金属表面逸出的现象，称为光 电效应，发射出来的电子称为_光__电__子___．
2．光电效应的四个规律 (1)每种金属都有一个_极__限__频__率___． (2)光照射到金属表面时，光电子的发射几乎是_瞬__时___的． (3)光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光的_频__率___增大而增大． (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．
二、爱因斯坦光电效应方程 1．光子说 在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光的能量子，简称 光子，光子的能量 ε＝__h_ν___．其中 h＝6.63×10－34 J·s.(称为普朗克常量) 2．逸出功 W0 使电子脱离某种金属所做功的_最__小__值___．
遏止电压 Uc 与入射光 频率 ν 的关系图线
图线形状
读取信息 ①截止频率 νc：横轴截距 ②遏止电压 Uc：随入射光频率的增大 而增大 ③普朗克常量 h：等于图线的斜率与电 子电量的乘积，即 h＝ke
图象名称 颜色相同、强度不同的 光，光电流与电压的关 系
颜色不同时，光电流与 电压的关系
图线形状
三、光的波粒二象性 1．波动性：光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有_波__动___性． 2．粒子性：光电效应、康普顿效应说明光具有__粒__子__性． 3．光既具有_波__动___性，又具有_粒__子___性，称为光的波粒二象性．
1．光电效应现象可认为是光子把原子最外层的电子撞了出来，是一对一的关系， 而且是瞬时的．
3．最大初动能 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 的动能的最大值． 4．爱因斯坦光电效应方程 (1)表达式：Ek＝hν－__W_0__． (2)物理意义：金属表面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光电子的最大初动能 Ek＝12mev2.
考点三 光的波粒二象性
自主Fra Baidu bibliotek习
光既有波动性，又有粒子性，两者不是孤立的，而是有机的统一体，其表现规律为：
1．从数量上看：个别光子的作用效果往往表现为粒子性；大量光子的作用效果往
往表现为波动性．
2．从频率上看：频率越低波动性越显著，越容易看到光的干涉和衍射现象；频率
越高粒子性越显著，贯穿本领越强，越不容易看到光的干涉和衍射现象．