备战2019年高考物理考点一遍过考点56波粒二象性光电效应(含解析)
第34讲 光电效应 波粒二象性(解析版)
第34讲光电效应波粒二象性目录考点一光电效应的实验规律 (1)考点二光电效应方程和E k－ν图象 (1)考点三光的波粒二象性、物质波 (3)练出高分 (8)考点一光电效应的实验规律1．光电效应在光的照射下金属中的电子从金属表面逸出的现象，叫做光电效应，发射出来的电子叫做光电子．2．实验规律(1)每种金属都有一个极限频率．(2)光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．(3)光照射到金属表面时，光电子的发射几乎是瞬时的．(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U c.(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．(3)逸出功：电子从金属中逸出所需做功的最小值，叫做该金属的逸出功．[例题1]光电效应是一个非常神奇的现象，由德国物理学家赫兹于1887年在研究电磁波的实验中偶尔发现。
下列关于光电效应的叙述，正确的是（）A．遏止电压只与入射光频率有关，与金属种类无关B．单一频率的光照射金属表面发生光电效应时，所有光电子的速度一定相同C．入射光频率越大，饱和光电流越大D．若红光照射到金属表面能发生光电效应，则紫光照射到该金属表面上也一定能发生光电效应【解答】解：A、由﹣eU C＝0﹣E km、E km＝hν﹣W逸可知遏止电压与金属的逸出功和入射光频率都有关，故A错误；B、由E k＝hν﹣W逸﹣W其，W其为为光电子逸出过程中克服其他因素损失的能量，爱因斯坦光电效应方程给出的是最大初动能为光子能量减去逸出功，并不是所有光电子逸出是的动能都是最大初动能，光电子逸出时除了克服逸出功外也可能受到其他因素的影响损失能量，比如光电子之间的相互作用影响或者是碰撞损失，不同光电子W其可能不同，所以不同光电子初动能可能不同，故B错误；C、同一频率，饱和光电流与入射光强度有关，入射光强度越强，饱和光电流越强，故C错误；D、入射光频率大于临界频率则可发生光电效应，紫光的频率比红光更大，所以红光照射金属表面能发生光电效应，紫光照射该金属也一定能，故D正确。
高考物理系统性复习 (要点归纳+夯实基础练) 第一节 光电效应和波粒二象性(附解析)
第一节光电效应和波粒二象性【要点归纳】一、黑体与黑体辐射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．2．黑体(1)定义：如果某种物体在任何温度下能够完全吸收射入的各种波长的电磁波而不发生反射，这种物体就是黑体．实际上黑体只是一种理想情况，如在一个空腔壁上开一个很小的孔，那么射入小孔的电磁波在空腔内表面发生多次反射和吸收，最终不能从空腔射出，这个小孔就形成一个绝对黑体，如图所示．黑体看上去不一定是黑色的，只有当自身辐射的可见光非常微弱时看上去才是黑的；有些可看做黑体的物体，由于有较强的辐射，看起来还是很明亮，如太阳等一些发光物体也被当做黑体来处理．(2)黑体辐射的特点：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．二、热辐射(1)定义：物体在任何温度下，都会发射电磁波，温度不同，所发射的电磁波的频率和强度也不同，物理学中把这种现象叫做热辐射．例如：太阳、白炽灯中光的发射就属于热辐射．(2)特点：热辐射强度按波长的分布情况随物体的温度而有所不同．用实验来观察热辐射现象，可以发现热辐射的光谱是连续光谱，并且辐射光谱的性质与温度有关．在室温下，大多数物体辐射不可见的红外线，但当物体被加热到500℃左右时，开始发出暗红色的可见光．随着温度的不断上升，辉光逐渐亮起来，而且波长较短的辐射越来越多．大约在1 500℃时就变成明亮的白炽光．这说明同一物体在一定温度下所辐射的能量，在不同光谱区域的分布是不均匀的，而且温度越高光谱中能量最大的辐射相对应的频率也最高．此外，在实验中还发现：到一定温度下，不同物体所辐射的光谱成分有显著的不同．例如，将钢加热到约800℃时，就可以观察到明亮的红光，但在同一温度下，熔化的水晶却不辐射可见光，必须注意，热辐射不一定要高温，任何温度的物体都发出一定的热辐射．三、黑体辐射的实验规律(1)一般材料的物体，辐射的电磁波除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关．(2)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，如图所示．①随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加；②随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动．(3)一般物体的热辐射和黑体辐射及其吸收、反射的特点热辐射特点吸收、反射特点一般物体辐射电磁波的情况与温度有关，与材料的种类及表面状态有关既吸收、又反射．其他能力与材料种类及入射波长等因素有关黑体辐射电磁波的强度按波长分布只与黑体的温度有关完全吸收各种入射电磁波，不反射四、能量子1．定义：普朗克认为，带电微粒辐射或者吸收能量时，只能辐射或吸收某个最小能量值的整数倍．即：能的辐射或者吸收只能是一份一份的．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是普朗克常量．h＝6.626×10－34 J·s(一般取h＝6.63×10－34J·s)．3．能量的量子化在微观世界中能量是量子化的，或者说微观粒子的能量是分立的．这种现象叫能量的量子化．五、粒子的波动性1．德布罗意波任何一个运动着的物体，都有一种波与它相对应，这种波叫物质波，也称为德布罗意波． 2．物质波的波长、频率关系式：λ＝h p ，ν＝εh. 六、物质波的实验验证1．实验探究思路：干涉、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电子束衍射的实验，得到了电子的衍射图样，证实了电子的波动性．3．说明：(1)人们陆续证明了质子、中子以及原子、分子的波动性，对于这些粒子，德布罗意给出的ν＝εh 和λ＝hp关系同样正确． (2)宏观物体的质量比微观粒子大得多，运动时的动量很大，对应的德布罗意波的波长很小，根本无法观察到它的波动性．七、对物质波的认识与理解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了实物粒子，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．ν＝εh ，λ＝h p. 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的缘故．(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．八、光电效应1．光电效应：在光的照射下物体发射电子的现象，发射出来的电子叫做光电子．2．光电效应的实验规律(1)存在着饱和电流．(2)存在着遏止电压和截止频率．(3)光电效应具有瞬时性．九、光电效应的实验规律(1)光电效应现象：19世纪末赫兹用实验验证了麦克斯韦的电磁场理论，明确了光的电磁说，同时赫兹也最早发现了光电效应现象。
高考物理新近代物理知识点之波粒二象性知识点总复习含答案解析
高考物理新近代物理知识点之波粒二象性知识点总复习含答案解析一、选择题1．用图所示的光电管研究光电效应的实验中，用某种频率的单色光a 照射光电管阴极K ，电流计G 的指针发生偏转。
而用另一频率的单色光b 照射光电管阴极K 时，电流计G 的指针不发生偏转，那么（ ）A ．a 光的频率一定小于b 光的频率B ．增加b 光的强度可能使电流计G 的指针发生偏转C ．用a 光照射光电管阴极K 时通过电流计G 的电流是由d 到cD ．只增加a 光的强度可使通过电流计G 的电流增大2．用如图所示的装置研究光电效应现象，用光子能量为 2.5eV 的某种光照射到光电管上时，电流表G 示数不为零；移动变阻器的触点C ，当电压表的示数大于或等于0.7V 时，电流表示数为零．以下说法正确的是A ．电子光电管阴极的逸出功为0.7eVB ．光电管阴极的逸出功为1.8eVC ．光电子的最大初动能与入射光的频率成正比D ．当电压表示数大于0.7V 时，如果把入射光的强度增大到一定程度，电流表可能会有示数3．下列说法正确的是( )A ．只要光照射的时间足够长，任何金属都能发生光电效应B ．一群氢原子从4n =能级跃迁到基态时，能发出6种频率的光子C ．比结合能越大，原子核越不稳定D ．核反应238234492902U Th He →+为重核裂变4．如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率变化的图线(直线与横轴的交点坐标4.27，与纵轴交点坐标0.5)．由图可知A．该金属的截止频率为4.27⨯1014 HzB．该金属的截止频率为5.5⨯1014 HzC．该图线的斜率没有实际意义D．该金属的逸出功为0.5 eV5．如图所示为光电管的示意图，光照时两极间可产生的最大电压为0.5V。
若光的波长约为6×10－7m，普朗克常量为h，光在真空中的传播速度为c，取hc=2×10－25J·m，电子的电荷量为1.6×10－19C，则下列判断正确的是A．该光电管K极的逸出功大约为2.53×10－19JB．当光照强度增大时，极板间的电压会增大C．当光照强度增大时，光电管的逸出功会减小D．若改用频率更大、强度很弱的光照射时，两极板间的最大电压可能会减小6．利用金属晶格（大小约10-10m）作为障碍物观察电子的衍射图样，方法是让电子通过电场加速，然后让电子束照射到金属晶格上，从而得到电子的衍射图样．已知电子质量为m、电量为e、初速度为零，加速电压为U，普朗克常量为h，则下列说法中不正确的是 ( ) A．该实验说明电子具有波动性λ=B．实验中电子束的德布罗意波长为2meUC．加速电压U越大，电子的衍射现象越不明显D．若用相同动能的质子代替电子，衍射现象将更加明显7．用如图甲所示的装置研究光电效应现象.用频率为ν的光照射光电管时发生了光电效应.图乙是该光电管发生光电效应时光电子的最大初动能E k与入射光频率ν的关系图象，图线与横轴的交点坐标为(a,0)，与纵轴的交点坐标为(0，－b)，下列说法中正确的是()A．普朗克常量为h＝b aB．仅增加照射光的强度，光电子的最大初动能将增大C．保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，电流表G的示数保持不变D．保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，电流表G的示数增大8．用不同频率的光分别照射钨(W)和锌(Zn),产生光电效应,根据实验可画出光电子的最大初动能k E随入射光频率v变化的k E v-图线.已知钨的逸出功是4.54eV,锌的逸出功为4.62eV,若将二者的图线画在同一个k E v-坐标系中,则正确的图是（）A．B．C．D．9．某同学采用如图所示的实验装置研究光电效应现象。
专题12.2 光电效应 波粒二象性(讲)(解析版)
专题12.2 光电效应波粒二象性1.知道什么是光电效应，理解光电效应的实验规律.2.会利用光电效应方程计算逸出功、极限频率、最大初动能等物理量.3.知道光的波粒二象性，知道物质波的概念．知识点一光电效应波粒二象性1．光电效应(1)定义：在光的照射下从金属表面发射出电子的现象(发射出的电子称为光电子)。
(2)产生条件：入射光的频率大于金属极限频率。
(3)光电效应规律①存在着饱和电流：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存在着遏止电压和截止频率：光电子的能量只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发生光电效应。
③光电效应具有瞬时性：当频率超过截止频率时，无论入射光怎样微弱，几乎在照到金属时立即产生光电流，时间不超过10－9 s。
2．光电效应方程(1)基本物理量①光子的能量ε＝hν，其中h＝6.626×10－34 J·s(称为普朗克常量)。
②逸出功：使电子脱离某种金属所做功的最小值。
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动能的最大值。
(2)光电效应方程：E k＝hν－W0。
【知识拓展】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，电子吸收光子的全部能量，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的情况，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．光电流与饱和光电流：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。
2019高考物理一轮优级备、讲、练全国经典版讲义：第12
板块一主干梳理·夯实基础【知识点1】光电效应Ⅰ1．定义照射到金属表面的光，能使金属中的 电子从表面逸出的现象。
2．光电子光电效应中发射出来的电子。
3．光电效应规律(1)每种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须 大于等于这个极限频率才能产生光电效应。
低于这个频率的光不能产生光电效应。
(2)光电子的最大初动能与入射光的 强度无关，只随入射光频率的增大而 增大。
(3)光电效应的发生 几乎是瞬时的，一般不超过10－9 s。
(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。
【知识点2】爱因斯坦光电效应方程Ⅰ1．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＝ hν。
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。
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金属的逸出功后所具有的动能。
4．爱因斯坦光电效应方程(1)表达式：E k＝ hν－W0。
(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E k＝ 12m ev2。
5．对光电效应规律的解释【知识点3】光的波粒二象性物质波1．光的波粒二象性(1)光的干涉、衍射、偏振现象说明光具有波动性。
(2)光电效应和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，即光具有波粒二象性。
2．物质波(1)1924年，法国物理学家德布罗意提出：实物粒子也具有波动性，每一个运动着的粒子都有一个波和它对应，这种波叫做物质波，也叫德布罗意波。
(2)物质波的波长：λ＝hp＝hm v，其中h是普朗克常量。
物质波也是一种概率波。
板块二考点细研·悟法培优考点1光电效应规律的理解[深化理解]1．光子与光电子光子是指组成光本身的一个个不可分割的能量子，光子不带电；光电子是指金属表面受到光照射时发射出来的电子。
2019年高考物理一轮复习精品资料专题13.3 光电效应 波粒二象性(教学案) 含解析
2019年高考物理一轮复习精品资料1.知道什么是光电效应，理解光电效应的实验规律.2.会利用光电效应方程计算逸出功、极限频率、最大初动能等物理量.3.知道光的波粒二象性，知道物质波的概念．一、光电效应1．定义照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出的现象。
2．光电子光电效应中发射出来的电子。
3．光电效应规律(1)每种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于这个极限频率才能产生光电效应。
低于这个频率的光不能产生光电效应。
(2)光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而增大。
(3)光电效应的发生几乎瞬时的，一般不超过10－9s。
(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。
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＝hν。
其中h＝6.63×10－34J·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。
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：E k＝hν－W0。
(2)物理意义：金属表面的电子吸收一个光子获得的能量是h ν，这些能量的一部分用来克服金属的逸出功W 0，剩下的表现为逸出后光电子的最大初动能E k ＝12m e v 2。
三、光的波粒二象性与物质波 1．光的波粒二象性(1)光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有波动性。
(2)光电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。
2．物质波 (1)概率波光的干涉现象是大量光子的运动遵守波动规律的表现，亮条纹是光子到达概率大的地方，暗条纹是光子到达概率小的地方，因此光波又叫概率波。
(2)物质波任何一个运动着的物体，小到微观粒子大到宏观物体都有一种波与它对应，其波长λ＝h p，p 为运动物体的动量，h 为普朗克常量。
备考2019年高考物理一轮专题： 第45讲 光电效应 波粒二象性
备考2019年高考物理一轮专题：第45讲光电效应波粒二象性一、单1.关于物质的波粒二象性，下列说法中不正确的是（）A、不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微粒都具有波粒二象性B、运动的微观粒子与光子一样，当它们通过一个小孔时，都没有特定的运动轨道C、波动性和粒子性，在宏观现象中是矛盾的、对立的，但在微观高速运动的现象中是统一的D、实物的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性+2.波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法不正确的有（）A、光电效应现象揭示了光的粒子性B、热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性C、黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释D、动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长不相等+3.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D、光的波粒二象性是将牛顿的波动说和惠更斯的粒子说真正有机地统一起来的+4.如图所示是研究光电现象的电路，阴极K和阳极A是密封在真空玻璃管中的两个电子，K在受到光照时能够发射光电子．阳极A吸收阴极K发出的光电子，在电路中形成光电流．如果用单色光a照射阴极K，电流表的指针发生偏转；用单色光b照射阴极K时，电流表的指针不发生偏转．下列说法正确的是（）A、a光的波长一定大于b光的波长B、只能加a光的强度可使逸出的电子最大初动能变大C、用单色光a照射阴极K，当电源的正负极对调时，电流表的读数可能减为零D、阴极材料的逸出功与入射光的频率有关+5.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），如图所示．则可判断出（）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+6.用图所示的光电管研究光电效应的实验中，用某种频率的单色光a照射光电管阴极K，电流计G的指针发生偏转．而用另一频率的单色光b照射光电管阴极K时，电流计G的指针不发生偏转，那么（）A、a光的波长一定大于b光的波长B、增加b光的强度可能使电流计G的指针发生偏转C、用a光照射光电管阴极K时通过电流计G的电流是由d到cD、只增加a光的强度可使通过电流计G的电流增大+7.频率为v的光照到某金属材料时，产生光电子的最大初动能为E km ，改用频率为3v的光照射同一金属材料，则所产生光电子的最大初动能为（h为普朗克常量）（）A、3E kmB、E km+hvC、E km﹣hvD、E km+2hv+8.用光照射某种金属，有光电子从金属表面逸出，如果光的频率不变，而减弱光的强度，则（）A、逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能不变B、逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能减小C、逸出的光电子数不变，光电子的最大初动能减小D、光的强度减弱到某一数值，就没有光电子逸出了+9.光照射到某金属表面，金属表面有光电子逸出，则( )A、若入射光的频率增加，光的强度减弱，那么逸出电子的最大初动能可能不变B、若入射光的频率不变，光的强度减弱，那么单位时间内逸出电子数目减少C、若入射光的频率不变，光的强度减弱到不为零的某一数值时，可能不再有电子逸出D、若入射光的频率增加，而强度不变，那么单位时间内逸出电子数目不变，而光电子的最大初动能增大+10.用很弱的光做双缝干涉实验，把入射光减弱到可以认为光源和感光胶片之间不可能同时有两个光子存在，如图所示是不同数量的光子照射到感光胶片上得到的照片．这些照片说明（）A、光只有粒子性没有波动性B、光只有波动性没有粒子性C、少量光子的运动显示波动性，大量光子的运动显示粒子性D、少量光子的运动显示粒子性，大量光子的运动显示波动性+11.某同学采用如图所示的装置来研究光电效应现象．某单色光照射光电管的阴极K时，会发生光电效应现象．闭合开关S，在阳极A和阴极K之间加反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压，直至电流计中电流恰为零，此时电压表显示的电压值U称为反向截止电压．根据反向截止电压，可以计算出光电子的最大初动能E km ．现分别用频率为ν1和ν2的单色光照射阴极，测量到的反向截止电压分别为U l和U2，设电子质量为m，电荷量为e，则下列关系式中不正确的是（）A、频率为ν1的单色光照射阴极K时光电子的最大初速度B、阴极K金属的逸出功W=hν1﹣eU lC、阴极K金属的极限频率D、普朗克常量+二、多12.已知使某种金属发生光电效应的截止频率为νc，则（）A、当用频率为2νc的单色光照射该金属时，一定能产生光电子B、当用频率为2νc的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为hνc C、当照射光的频率ν大于νc时，若ν增大，则逸出功增大D、当照射光的频率ν大于νc时，若ν增大一倍，则光电子的最大初动能也增加一倍+13.现用某一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生．下列说法正确的是（）A、保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大B、遏止电压的大小与入射光的频率有关，与入射光的光强无关C、入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大D、保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生+14.某种金属在光的照射下产生光电效应，其遏止电压Uc与入射光频率v的关系图象如图所示，则由图象可知（）A、任何频率的入射光都能产生光电效应B、入射光的频率发生变化时，遏止电压不变C、若已知电子电量e，就可以求出普朗克常量hD、入射光的频率为3v0时，产生的光电子的最大初动能为2hv0+15.在光电效应实验中，分别用频率为v a、v b的单色光a、b照射到同种金属上，测得相应的遏止电压分别为U a和U b、光电子的最大初动能分别为E ka和E kb，h为普朗克常量．下列说法正确的是（）A、若v a＞v b，则一定有U a＜U bB、若v a＞v b，则一定有E ka＞E kbC、若U a＜U b，则一定有E ka＜E kbD、若v a＞v b，则一定有hv a﹣E ka＞hv b﹣E kb+16.如图所示是光电管的原理图，已知当有波长为λ0的光照到阴极K上时，电路中有光电流，则（）A、若换用波长为λ1（λ1＞λ0）的光照射阴极K时，电路中一定没有光电流B、若换用波长为λ2（λ2＜λ0）的光照射阴极K时，电路中一定有光电流C、保持入射光的波长不变，增大光强，光电流一定增大D、增加电路中电源电压，电路中光电流一定增大+三、填空题17.在某次光电效应实验中，得到的遏制电压U c与入射光的频率ν的关系如图所示，若该直线的斜率和截距分别为k和b，电子电荷量的绝对值为e，则普朗克常量可表示为．+四、实验探究题18.小明用金属铷为阴极的光电管，观测光电效应现象，实验装置示意如图甲所示．已知普朗克常量h=6.63×10﹣34J?s．(1)、图甲中电极A为光电管的（填“阴极”或“阳极”）；(2)、实验中测得铷的遏止电压U C与入射光频率ν之间的关系如图乙所示，则铷的截止频率νC= Hz，逸出功W0= J；(3)、如果实验中入射光的频率ν=7.00×1014Hz，则产生的光电子的最大初动能E k= J．+。
2019届高考物理一轮复习第十二章波粒二象性、原子结构第1节光电效应、波粒二象性课件新人教版
2．两条对应关系 光强大→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．
1．(08787165)(多选)1905 年是爱因斯坦的“奇迹”之年，这一 年他先后发表了三篇具有划时代意义的论文，其中关于光量子的理 论成功的解释了光电效应现象．关于光电效应，下列说法正确的是 ( ) A．当入射光的频率低于极限频率时，不能发生光电效应 B．光电子的最大初动能与入射光的频率成正比 C．光电子的最大初动能与入射光的强度成正比 D．某单色光照射一金属时不发生光电效应，改用波长较短的光 照射该金属可能发生光电效应
针发生偏转，说明发生了光电效应，而用另一频率的单色光 b 照射 光电管阴极 K 时，电流计 G 的指针不发生偏转，说明 b 光不能发生 光电效应，即 a 光的频率一定大于 b 光的频率，A 正确；增加 a 光 的强度可使单位时间内逸出光电子的数量增加，则通过电流计 G 的 电流增大，因为 b 光不能发生光电效应，所以即使增加 b 光的强度 也不可能使电流计 G 的指针发生偏转，B 正确，C 错误；用 a 光照 射光电管阴极 K 时，通过电流计 G 的电子的方向是由 d 到 c，所以 电流方向是由 c 到 d，选项 D 正确．]
A．有光子从锌板逸出 B．有电子从锌板逸出 C．验电器指针张开一个角度 D．锌板带负电
答案：BC
2．(08787163)(人教版选修 3－5 P31 图 17.2－3 光电流与电压的 关系改编)在光电效应实验中，小君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)， 如图所示．则可判断出( )
[例 1]
(08787164)(多选)(2016· 新课标Ⅰ改编)现用一光电管进行
光电效应的实验，当用某一频率的光入射时，ห้องสมุดไป่ตู้光电流产生．下列说 法正确的是( )
高考物理 考点一遍过 专题56 波粒二象性 光电效应
专题56 波粒二象性光电效应一、黑体辐射和量子1．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。
2．实验规律：随着温度升高，各种波长的电磁波辐射强度都增加，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。
3．普朗克提出黑体辐射强度按波长分布的公式，理论与实验结果相符，但要求满足能量子假设。
4．能量子ε=hν，其中ν为电磁波频率，普朗克常量h=6.63×10–34J·s。
二、光电效应1．实验规律：（1）每种金属都有一个发生光电效应的最小频率，称为截止频率或极限频率（νc）。
（2）入射光的频率不变时，入射光越强，饱和光电流越大。
光电流的强度（单位时间内发射的光电子数）与入射光的强度成正比。
（3）入射光的频率不变时，存在一个使光电流减小到0的反向电压，即遏止电压（U c）。
表明光电子的能量只与入射光的频率有关，而与入射光的强度无关。
（4）光照射到金属表面时，光电子的逸出几乎是瞬时的，精确测量为10–9 s。
2．爱因斯坦光电效应方程：E k=hν–W03．光电流与电压的关系图象（I–U图象）（1）电压范围足够大时，电流的最大值为饱和光电流I m，图线与横轴交点的横坐标的绝对值为遏止电压U c，光电子的最大初动能E k=eU c。
（2）频率相同的入射光，遏止电压相同，饱和光电流与光照强度成正比。
（3）不同频率的入射光，遏止电压不同，入射光频率越大，遏止电压越大。
4．最大初动能与入射光频率的关系图象（E k–ν图象）（1）函数方程为E k =h ν–W 0=h ν–h νc 。
（2）图线斜率等于普朗克常量h ，横轴截距等于截止频率v c ，纵轴截距绝对值E 等于逸出功W 0=h νc 。
5．遏止电压与入射光频率的关系图象（U c –ν图象）（1）函数方程为U c =h e ν–0W e =h e ν–c h eν。
（2）图线斜率与电子电荷量的乘积等于普朗克常量h ，横轴截距等于截止频率νc ，纵轴截距的绝对值与电子电荷量的乘积等于逸出功。
【备考】高考物理一轮复习学案 第39讲 光电效应 波粒二象性（ppt＋原卷＋解析卷）
D．ν
光电管加遏止电压时，电场力对电子做负功，根据动能定理可知－eU0＝0－Ek，解得 Ek＝eU0。根据爱因 斯坦光电效应方程 Ek＝hν－W0，又 W0＝hν0，解得ν0＝ν－eUh 0，B 正确。
典例讲解
考点三 对波粒二象性的理解
【例 3】．用很弱的光做双缝干涉实验，把入射光减弱到可以认为光源和感光 胶片之间不可能同时有两个光子存在，如图所示是不同数量的光子照射到感 光胶片上得到的照片．这些照片说明( )
逸出功只由金属本身性质决定，与入射光频率无关，D 错误．
针对训练 2．(2019·东北三省四市教研联合体模拟)在研究甲、乙
两种金属发生光电效应现象的实验中，光电子的最大初动能 Ek
与入射光频率ν的关系如图所示，则下列说法正确的是( )
A．两条图线与横轴的夹角α和β一定不相等
根据爱因斯坦光电效应方程 Ek＝hν－W0 可知，光电子的最大初动能 Ek 与入射光频率ν的关系图象的 斜率 k＝h，所以两条图线的斜率一定相等，两条图线与横轴的夹角α和β一定相等，选项 A 错误．
A．金属内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， 就能从金属逸出发生光电效应时，金属中逸出的电子只能吸收一个光子的能量，故 A 错误；
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逸出时需要做的最
小功，光电效应便不能发生了．但如换用波长更长的入射光子，则有可能发生光电 效应 波长更长的入射光子，频率低，入射光子的能量小于金属表面的逸出功光电效应便不发生故 B 错误
变式训练
针对训练 1. 19 世纪初，爱因斯坦提出光子理论，使光电
效应得到完美的解释．在如图所示实验中，用一定频率的
光照射光电管阴极，产生了持续的光电流．已知普朗克常
2019年高考物理总复习第62讲光电效应波粒二象性讲义word版本
第62讲 光电效应 波粒二象性弱项清单,光电效应计算错误，没有正确理解光电效应产生的条件，答题技巧欠佳；p ＝h λ＝h νc公式记忆不到位，物理量字母书写不规范． 知识整合一、黑体辐射与能量子1．黑体与黑体辐射 (1)黑体：是指能够完全________入射的各种波长的电磁波而不发生________的物体． (2)黑体辐射的实验规律①一般材料的物体，辐射的电磁波除与________有关外，还与材料的________及________有关．②黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的________有关．a．随着温度的升高，各种波长的辐射强度都________．b．随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较________的方向移动．2．能量子为解释黑体辐射规律，1900年普朗克提出了能量________假说．(1)定义：普朗克认为，带电微粒辐射或者吸收能量时，只能辐射或吸收某个________值的整数倍．即能量的辐射或者吸收只能是一份一份的．这个不可再分的最小能量值ε叫做能量子．(2)能量子的大小：ε＝hν，其中ν是电磁波的频率，h称为普朗克常量．h＝6.63×10－34J·s.二、光电效应1．光电效应现象光电效应：在光的照射下金属中的电子从金属表面逸出的现象，叫做光电效应，发射出来的电子叫做________，形成的电流称________．2．光电效应规律(1)存在着饱和电流．在光照条件不变的情况下，随着光电管所加正向电压的增大，光电流增大，但最终光电流趋于一个定值，不再随正向电压的增大而增大，这个稳定的光电流称________，饱和电流的强度随入射光强度的增大而________．(2)存在着遏止电压．光电管两端加反向电压时，使光电流________的反向电压，称为遏止电压．反向遏止电压的存在意味着光电子具有最大的初动能．实验表明，对于一定频率的光，遏止电压都是一样的，与光强无关，与频率有关．频率越大，遏止电压越大．意味着光子的最大初动能与入射光的________无关，只随入射光的______增大而增大．(3)存在截止频率．当入射光的频率减小到某一数值时，即使不加反向电压也没有光电流．这表明：当低于这个频率时，没有光电子从金属表面逸出，不能发生光电效应．不同的金属的截止频率________．(4)光电效应具有瞬时性．光照射到金属表面时，光电子的发射几乎是________的，不需要时间的积累．3．爱因斯坦光电效应方程(1)光子说：空间传播的光的能量是不连续的，是一份一份的，每一份叫做一个光子．光子的能量为ε＝________.(2)光电效应方程：____________．三、康普顿效应光电效应和康普顿效应深入地揭示了光的粒子性的一面．前者表明光子具有________，后者表明光子除了具有________之外还具有________．四、光的波粒二象性与物质波1．光的波粒二象性(1)光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有________性．(2)光电效应说明光具有________性．(3)光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的______性．2．物质波(1)概率波光的干涉现象是大量光子的运动遵守波动规律的表现，亮条纹是光子到达概率________的地方，暗条纹是光子到达概率________的地方，因此光波又叫概率波．(2)物质波任何一个运动着的物体，小到微观粒子大到宏观物体都有一种波与它对应，其波长λ＝hp，p为运动物体的动量，h为普朗克常量．方法技巧考点1 光电效应方程及光子说对光电效应的解释1．光照射金属时，电子吸收一个光子(形成光电子)的能量后，动能立即增大，不需要积累能量的过程．2．电子从金属表面逸出，首先必须克服金属原子核的引力做功(逸出功W)，要使入射光子的能量不小于W才会发生光电效应．频率ν＝Wh，即是极限频率．3．对于确定的金属，W是一定的，故光电子的最大初动能只随入射光频率的增大而增大．4．光强越强，光子数目越多，逸出的光电子数目越多，饱和电流也越大．【典型例题1】(17年常州一模)如图所示的是研究光电效应的装置的电路图，若用某一频率的光照射光电管阴极P，发现电流表有读数，则增加光的强度，电流表示数________(选填“变大”、“变小”或“不变”)．若开关K断开时，用光子能量为2.5 eV 的一束光照射阴极P，发现电流表读数不为零，合上开关，调节滑动变阻器，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________eV.1.(17年苏锡常镇一模)如图所示为研究光电效应现象的实验，电路中所有元件完好，当光照射到光电管上时，灵敏电流计中没有电流通过，可能的原因是( )A．入射光强度较弱B．入射光波长太长C．电源电压太高D．光照射时间太短【学习建议】加强对产生光电效应的条件进行正确地理解．考点2 光电效应曲线图象的理解1．E kmν曲线如图所示的是光电子最大初动能E km随入射光频率ν的变化曲线．这里，横轴上的截距是阴极金属的极限频率；纵轴上的截距是阴极金属的逸出功的负值；斜率为普朗克常量．2．IU曲线(1)如图所示的是光电流I随光电管两极板间电压U的变化曲线，图中I m为饱和光电流，U c为遏止电压．(2)在用相同频率不同强度的光去照射阴极K时，得到IU曲线如图所示，它显示出对于不同强度的光，U c是相同的，这说明同频率、不同强度的光所产生的光电子的最大初动能是相同的．【典型例题2】(17年南京一模)光照射某金属产生光电效应时，实验测得光电子最大初动能与照射光频率的图象如图所示，其中图线与横轴交点坐标为ν0，则该金属的逸出功为________．用一束波长范围为λ1～λ2，且λ1<λ2的光照射该金属时产生光电效应，则光电子的最大初动能为________．已知普朗克常量为h ，光在真空中传播速度为c.【学习建议】 对ν＝cλ公式的记忆要牢固，提高计算的正确率．2.(17年苏北四市联考)图示为金属A 和B 的遏止电压U c 和入射光频率ν的关系图象，由图可知金属A 的截止频率________(选填“大于”、“小于”或“等于”)金属B 的截止频率；如果用频率为5.5×1014Hz 的入射光照射两种金属，从金属______(选填“A ”或“B ”)逸出光电子的最大初动能较大．【典型例题3】 (16年常州一模)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．则a 光光子的频率________(选填“大于”、“小于”或“等于”)b 光光子的频率；a 光的强度________(选填“大于”、“小于”或“等于”)b 光的强度．考点3 对光的波粒二象性、物质波的理解光既有波动性，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．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．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，越不容易看到光的干涉和衍射现象，贯穿本领越强．3．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． 【典型例题4】 (多选)在单缝实验中，中央亮纹的光强占从单缝射入的整个光强的95%以上．假设现在只让一个光子通过单缝，那么该光子( )A ．一定落在中央亮纹上B ．一定落在亮纹处C ．可能落在暗纹处D ．落在中央亮纹处的可能性最大【学习建议】 加强对波粒二象性及概率波的理解．当堂检测 1.(17年苏北六市联考)(多选)2017年1月，我国“墨子号”量子科学实验卫星正式进入应用研究．在量子理论中，有共同来源的两个微观粒子，不论它们相距都远，它们总是相关的，一个粒子状态的变化会立即影响到另一个粒子，这就是所谓的量子纠缠．关于量子理论，下列说法中正确的有( )A．玻尔氢原子理论，第一次提出了能量量子化的观念B．爱因斯坦研究光电效应提出光子说，光子说属于量子理论的范畴C．量子理论中，实物粒子具有波粒二象性D．微观粒子在受力状况和初速度确定的前提下，可以确定它此后运动状态和位置2．(17年苏锡常镇二模)如图是研究光电效应的实验装置，用一定频率的光照射阴极K，当滑片P处于图示位置时，电流表的示数不为零，为使电流表示数减小，下列办法可行的是( )第2题图A．将滑片P向右移动B．减小入射光的强度C．换用电动势更大的电源D．将电源的正、负极对调3．(17年江苏高考)质子(11H)和α粒子(42He)被加速到相同动能时，质子的动量________(选填“大于”、“小于”或“等于”)α粒子的动量，质子和α粒子的德布罗意波波长之比为________．4．小明用金属铷为阴极的光电管，观测光电效应现象，实验装置示意如图甲所示．已知普朗克常量h＝6.63×10－34J·s.甲乙第4题图(1)图甲中电极A为光电管的________(选填“阴极”或“阳极”)；(2)实验中测得铷的遏止电压U c与入射光频率ν之间的关系如图乙所示，则铷的截止频率νc＝________Hz，逸出功W0＝________J；(3)如果实验中入射光的频率ν＝7.00×1014Hz，则产生的光电子的最大初动能E k＝________J.5．(17年南通泰州一模)一铜板暴露在波长为λ的紫外线中，观测到有电子从铜板表面逸出．在铜板所在空间加一方向垂直于板面、大小为E的匀强电场时，电子能运动到距板面的最大距离为d.已知真空中的光速为c，普朗克常量为h，电子电荷量为e，求：(1)入射光光子的能量；(2)铜板的极限频率．第62讲 光电效应 波粒二象性知识整合基础自测一、1.(1)吸收 反射 (2)①温度 种类 表面状况 ②温度 a ．增加 b ．短 2．量子化 (1)最小能量 二、1.光电子 光电流2．(1)饱和电流 增大 (2)减小到零 强度 频率 (3)不同 (4)瞬时 3．(1)h ν (2)E k ＝h ν－W 0 三、能量 能量 动量四、1.(1)波动 (2)粒子 (3)波粒二象 2. (1)大 小 方法技巧·典型例题1· 变大 1.9 【解析】 电流表有计数，说明发生了光电效应，光电流的大小与光的强度成正比，增加光的强度，电流表示数变大．电压表读数大于或等于0.6 V 时，电流表计数为零根据题意光电子的最大初动能为E k ＝qU ＝0.6 eV ，根据光电效应方程W 0＝h ν－E k ＝1.9 eV.·变式训练1·B 【解析】 光的强度和光照时间不能决定能否发生光电效应， 电源电压为正向电压且光照到光电管上灵敏电流计中没有电流，则可能没有发生光电效应，即入射光的频率过小，波长过长造成的．·典型例题2·h ν0 h Cλ1－h ν0 【解析】 最大初动能为零，则入射光的能量等于逸出功，所以W 0＝h ν0.根据光电效应方程， E km ＝h ν－W 0，用一束波长范围为λ1～λ2，且λ1<λ2的光照射该金属时产生光电效应，入射光的最小波长为λ1～λ2，且λ1，即频率最大， 那么产生的光电子的最大初动能为E km ＝h Cλ1－h ν0,·变式训练2·小于 A 【解析】 根据爱因斯坦光电效应方程E km ＝h ν－W 0及能量守恒定律方程：E km ＝eU c ，得eU c ＝h ν－W 0即U c ＝h νe －W0e.当 U c ＝0 时，对应的频率为截止频率，由图知金属 A 的截止频率小于金属 B 的截止频率．金属的逸出功为W 0＝h ν0，根据E km ＝h ν－h ν0可知ν 相同时，由于金属 A 的截止频率较小，所以从金属 A 逸出光电子的最大初动能较大．·典型例题3·大于 大于 【解析】 由U c e ＝h ν－W 0可知遏止电压越大，入射光的频率越大．饱和电流越大，光照越强，a 光的强度大于b 光的强度．·典型例题4·CD 【解析】 根据光的概率波的概念，对于一个光子通过单缝落在何处，是不可确定的，但概率最大的是落在中央亮纹处，可达到95%以上，当然也可能落在其他亮纹处和暗纹处，只不过概率比落在中央亮纹处的要小，故C 、D 正确．当堂检测1．BC 【解析】 普朗克为了解释黑体辐射现象，第一次提出了能量量子化理论，故A 错误；爱因斯坦为了解释光电效应的规律，提出了光子说，光子说属于量子理论的范畴．所以B 选项是正确的； 在量子理论中，实物粒子具有波粒二象性，所以C 选项是正确的；根据测不准原理可以知道，微观粒子在受力状况和初速度确定的前提下，并不能同时确定它此后运动状态和位置，故D 错误．2．B 【解析】 若滑片P 向右移动，导致正向电压增大，而光子的最大初动能不变，饱和光电流不会变，则光电流的大小不变．故A 错误．若减小入射光的强度，导致光子数目减小，则电流表的示数会减小．所以B 选项是正确的．若换用电动势更大的电源，与滑片向右移动一样，饱和电流不变，则电流表示数不变．故C 错误．若电源的正、负极对调，则光电管两端的电压为反向电压，若保持照射光的频率和强度不变，反向电压会阻碍光电子的移动，导致光电流可能会减小，但并一定会减小，故D 错误.3. 小于 2∶1 【解析】 动能与动量的关系P ＝2mEk ，质子(11H)和α粒子(42He)质量之比为1∶4，所以小于．物质波的波长λ＝h P ， 可得λ＝h 2mEk，物质波的波长之比为2∶1.4．(1)阳极 (2)5.15(5.12～5.18)×10143．41(3.39～3.43)×10－19 (3)1.23(1.21～1.25)×10－19 【解析】 (1)由光电管的结构知，A 为阳极；(2)U c ν图象中横轴的截距表示截止频率νc ，逸出功W 0＝h νc ；(3)由爱因斯坦的光电效应方程E k ＝h ν－W 0，可求结果．5．(1)h c λ (2)c λ－eEd h 【解析】 (1)根据光子能量E ＝h ν，及ν＝c λ， 那么入射光光子的能量h c λ. (2)由功能关系可以知道光电子的最大初动能E km ＝eEd ，设铜板的极限频率为ν0, 则E ＝h ν0＋eEd ，计算得出ν0＝c λ－eEd h .。
2019版新高考物理大一轮复习课件：专题十一 第3讲 光电效应 波粒二象性
【考题题组】
3.(多选，2017 年重庆万州二中模拟)(多选)某金属在光的照
射下产生光电效应，其遏止电压 Uc 与入射光频率 ν 的关系图象
如图 11-3-3 所示.则由图象可知( )
A.该金属的逸出功等于 hν0
B.若已知电子电荷量 e，就可以
求出普朗克常量 h
图 11-3-3
C.遏止电压是确定的，与照射光的频率无关
答案：AB
考点2 光电效应方程及图象的理解 1.爱因斯坦光电效应方程 Ek＝hν－W0. hν：光子的能量. W0：逸出功，即从金属表面直接飞出的光电子克服原子核 引力所做的功. Ek：光电子的最大初动能.
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
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
遏止电压Uc 与入射光频 率ν的关系 图线
由图线直接(间接)得到的物理量
①遏止电压Uc1、Uc2 ②饱和光电流 ③最大初动能Ek1＝eUc1，Ek2＝ eUc2 ①截止频率νc：图线与横轴的交 点 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.(注：此时两极之间接反向电 压)
答案：ABD
4.如图 11-3-4 甲所示是研究光电效应实验规律的电路.当用 强度一定的黄光照射到光电管上时，测得电流表的示数随电压 变化的图象如图乙所示.下列说法正确的是( )
甲
乙
图 11-3-4
A.若改用红光照射光电管，一定不会发生光电效应 B.若照射的黄光越强，饱和光电流将越大 C.若用频率更高的光照射光电管，则光电管中金属的逸出 功越大 D.若改用蓝光照射光电管，图象与横轴交点在黄光照射时 的右侧 答案：B
2019年高考物理热点题型和提分秘籍(选修3-5)：专题02 波粒二象性(解析版)
1．知道什么是光电效应，理解光电效应的实验规律。
2．会利用光电效应方程计算逸出功、截止频率、最大初动能等物理量。
3．知道光的波粒二象性，知道物质波的概念。
热点题型一光电效应规律的理解例1、用光照射某种金属，有光电子从金属表面逸出，如果光的频率不变，而减弱光的强度，则( )A．逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能不变B．逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能减小C．逸出的光电子数不变，光电子的最大初动能减小D．光的强度减弱到某一数值，应没有光电子逸出了【答案】A【提分秘籍】光电效应中几个易混淆的概念(1)光子与光电子光子是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，光子是光电效应的因，光电子是果。
(2)光电子的最大初动能与光电子的动能当光照射金属时，光子的能量全部被电子吸收，电子吸收光子的能量后可能向各个方向运动。
有的向金属内部运动，有的向金属表面运动，但因途径不同，运动途中消耗的能量也不同。
唯独在金属表面的电子，只要克服金属原子核的引力做功，就能从金属中逸出而具有最大初动能。
根据爱因斯坦光电效应方程可以算出光电子的最大初动能为E k＝hν－W0(W0为金属的逸出功)，而其他经过不同的路径射出的光电子，其动能一定小于最大初动能。
(3)光电流与饱和光电流在一定频率与强度的光照射下产生光电效应，光电流与电压之间的关系为：开始时，光电流随电压U 的增大而增大，当U 比较大时，光电流达到饱和值I m 。
这时即使再增大U ，在单位时间内也不可能有更多的光电子定向移动，光电流也就不会再增大，即饱和光电流是在一定频率与强度的光照射下的最大光电流。
在一定光照条件下，饱和光电流与所加电压大小无关。
(4)入射光强度和光子能量入射光强度是单位时间内照射到金属表面单位面积上总的能量，光子能量即每个光子的能量，光子总能量等于光子能量与入射光子数的乘积。
【方法技巧】求解光电效应问题的五个决定关系(1)逸出功W 0一定时，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。
高中物理考点56 波粒二象性 光电效应
一、黑体辐射和量子1．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。
2．实验规律：随着温度升高，各种波长的电磁波辐射强度都增加，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。
3．普朗克提出黑体辐射强度按波长分布的公式，理论与实验结果相符，但要求满足能量子假设。
4．能量子ε=hν，其中ν为电磁波频率，普朗克常量h=6.63×10–34 J·s。
二、光电效应1．实验规律：(1)每种金属都有一个发生光电效应的最小频率，称为截止频率或极限频率(νc)。
(2)入射光的频率不变时，入射光越强，饱和光电流越大。
光电流的强度(单位时间内发射的光电子数)与入射光的强度成正比。
(3)入射光的频率不变时，存在一个使光电流减小到0的反向电压，即遏止电压(U c)。
表明光电子的能量只与入射光的频率有关，而与入射光的强度无关。
(4)光照射到金属表面时，光电子的逸出几乎是瞬时的，精确测量为10–9 s。
2．爱因斯坦光电效应方程：E k=hν–W03．光电流与电压的关系图象(I–U图象)(1)电压范围足够大时，电流的最大值为饱和光电流I m，图线与横轴交点的横坐标的绝对值为遏止电压U c，光电子的最大初动能E k=eU c。
(2)频率相同的入射光，遏止电压相同，饱和光电流与光照强度成正比。
(3)不同频率的入射光，遏止电压不同，入射光频率越大，遏止电压越大。
4．最大初动能与入射光频率的关系图象(E k–ν图象)(1)函数方程为E k =hν–W 0=hν–hνc 。
(2)图线斜率等于普朗克常量h ，横轴截距等于截止频率v c ，纵轴截距绝对值E 等于逸出功W 0=hνc 。
5．遏止电压与入射光频率的关系图象(U c –ν图象)(1)函数方程为U c =h e ν–0W e =h e ν–c h eν。
(2)图线斜率与电子电荷量的乘积等于普朗克常量h ，横轴截距等于截止频率νc ，纵轴截距的绝对值与电子电荷量的乘积等于逸出功。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
波粒二象性光电效应一、黑体辐射和量子1．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。
2．实验规律：随着温度升高，各种波长的电磁波辐射强度都增加，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。
3．普朗克提出黑体辐射强度按波长分布的公式，理论与实验结果相符，但要求满足能量子假设。
4．能量子ε=hν，其中ν为电磁波频率，普朗克常量h=6.63×10–34J·s。
二、光电效应1．实验规律：（1）每种金属都有一个发生光电效应的最小频率，称为截止频率或极限频率（νc）。
（2）入射光的频率不变时，入射光越强，饱和光电流越大。
光电流的强度（单位时间内发射的光电子数）与入射光的强度成正比。
（3）入射光的频率不变时，存在一个使光电流减小到0的反向电压，即遏止电压（U c）。
表明光电子的能量只与入射光的频率有关，而与入射光的强度无关。
（4）光照射到金属表面时，光电子的逸出几乎是瞬时的，精确测量为10–9 s。
2．爱因斯坦光电效应方程：E k=hν–W03．光电流与电压的关系图象（I–U图象）（1）电压范围足够大时，电流的最大值为饱和光电流I m，图线与横轴交点的横坐标的绝对值为遏止电压U c，光电子的最大初动能E k=eU c。
（2）频率相同的入射光，遏止电压相同，饱和光电流与光照强度成正比。
（3）不同频率的入射光，遏止电压不同，入射光频率越大，遏止电压越大。
4．最大初动能与入射光频率的关系图象（E k–ν图象）（1）函数方程为E k =h ν–W 0=h ν–h νc 。
（2）图线斜率等于普朗克常量h ，横轴截距等于截止频率v c ，纵轴截距绝对值E 等于逸出功W 0=h νc 。
5．遏止电压与入射光频率的关系图象（U c –ν图象）（1）函数方程为U c =he ν–0W e =h e ν–c h eν。
（2）图线斜率与电子电荷量的乘积等于普朗克常量h ，横轴截距等于截止频率νc ，纵轴截距的绝对值与电子电荷量的乘积等于逸出功。
三、波粒二象性 1．光的波粒二象性（1）光的波动性：光的干涉、衍射、偏振现象。
（2）光的粒子性：光电效应、康普顿效应。
（3）光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的波粒二象性。
2．康普顿效应（1）光电效应表明光子具有能量；康普顿效应表明光子既具有能量，又具有动量。
（2）光子的动量p =h λ。
3．粒子的波粒二象性 （1）德布罗意波（物质波）：频率ν=hε，波长λ=h p ，其中ε为粒子能量，p 为粒子动量，h 为普朗克常量。
（2）验证和应用：电子的衍射实验，电子显微镜。
（3）光波和物质波都是概率波。
（2018·辽宁省抚顺市六校高二下学期期末考试）如图为黑体辐射的强度与波长的关系图象，从图象可以看出，随着温度的升高，则A．各种波长的辐射强度都有减少B．只有波长短的辐射强度增加C．辐射电磁波的波长先增大后减小D．辐射强度的极大值向波长较短的方向移动【参考答案】D【详细解析】由图象可以看出，随着温度的升高，各种波长的辐射强度都有增加，且辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，故AB错误，D正确。
随着温度的升高，黑体的辐射增强，波长变短，频率增大，故C错误。
故选D。
1．（2018·湖北省沙市中学高二下学期期中考试）普朗克在1900年将“能量子”引入物理学，开创了物理学的新纪元。
人们在解释下列哪组实验现象时，利用了“量子化”的观点的是A．光电效应现象 B．α粒子散射实验C．氢原子光谱实验 D．黑体辐射现象【答案】AC【解析】普朗克最先提出能量的量子化，成功解释黑体辐射现象。
爱因斯坦用量子理论解释光电效应。
玻尔将量子理论引入原子理论，解释了氢原子光谱。
故选AC。
2．关于黑体辐射的强度与波长的关系，如图所示正确的是【答案】B【解析】黑体辐射的强度与温度有关，温度越高，黑体辐射的强度越大，随着温度升高，黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，选B。
（2018·天津市武清区杨村第三中学高三上学期第一次月考）现用某一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生。
下列说法正确的是A．保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大B．遏止电压的大小与入射光的频率有关，还与入射光的光强有关C．入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大D．保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生【参考答案】AC【详细解析】保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，因为饱和光电流与入射光的强度成正比，则饱和光电流变大，故A正确；根据光电效应方程E km=hγ–W0以及动能定理：E km=eU，可知遏止电压的大小与入射光的频率有关，与入射光的光强无关，故B错误；根据光电效应的规律，光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大，所以入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大，故C正确；如果入射光的频率小于极限频率将不会发生光电效应，不会有光电流产生，故D错误；故选AC。
1．用如图所示的装置演示光电效应，当用某种频率的光照射光电管时，闭合开关S，此时电流表A的读数为I，若改用更高频率的光照射光电管A．断开开关S，则一定有电流流过电流表AB．将滑动变阻器的触头c向b端移动，光电子到达阳极时的速度必将变小C．只要电源的电压足够大，将滑动变阻器的触头c向a端移动，光电管中可能没有光电子产生D．只要电源的电压足够大，将滑动变阻器的触头c向a端移动，电流表A读数可能为0【答案】AD【解析】原来电路中，光电管两端加反向电压，此时有光电流，若改用更高频率的光照射光电管，且断开开关S，光电子的最大初动能增大，且无反向电压的减速，光电子一定能到达阳极，有光电流产生，A 正确；将滑动变阻器的触头c向b端移动，光电管两端的反向电压减小，光电子到达阳极的速度必将增大，B错误；改用更高频率的光照射光电管，光电管中一定有光电子产生，C错误；只要电源的电压足够大，将滑动变阻器的触头c向a端移动，使光电管两端的反向电压达到遏止电压，光电子就不能到达阳极，无法形成光电流，则电流表A的读数可能为0，D正确。
2．（2018·江苏省扬州中学高三上学期10月月考）用能量为50 eV的光子照射到光电管阴极后，测得光电流与电压的关系如图所示，已知电子的质量m=9.0×10－31 kg、电荷量e=1.6×10－19 C，普朗克常量h=6.63×10－34J·s。
试求：（1）光电管阴极金属的逸出功W；（2）光电子的最大动量和对应物质波的波长λ。
【答案】（1）30eV（2）【解析】（1）由图可知，遏止电压为–20 eV，由动能定理可知，由爱因斯坦光电效应方程可知，，即代入数据解得：W=30 eV；（2）由公式，整理得：；由公式。
（2018·甘肃省临夏中学高二下学期期末考试）下列有关光的波粒二象性的说法中，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．大量光子的行为往往显示出粒子性D．光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著【参考答案】D【详细解析】A、光既是波又是粒子，故A错误；B、光子不带电，没有静止质量，而电子带负电，由质量，故B错误；C、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，故C错误；D、光的波长越长，其波动性越显著，波长越短，其粒子性越显著，故D正确；故选D。
【知识拓展】由c hcλνε==，光子的频率（能量）越高，波长越小，越不容易发生干涉或衍射，波动性越不明显，表现为粒子性。
1．在单缝衍射实验中，中央亮纹的光强占从单缝射入的整个光强的95%以上．假设现在只让一个光子通过单缝，那么该光子A．一定落在中央亮纹处 B．一定落在亮纹处C．可能落在暗纹处 D．落在中央亮纹处的可能性最大【答案】CD【解析】根据光的概率波概念，对于一个光子通过单缝落在何处，是不可确定的，但概率最大的是落在中央亮纹处，也可能落在其他亮纹处，还可能落在暗纹处，AB 错误；CD 正确。
2．（2018·山东省泰安市宁阳一中高二下学期期末考试）利用金属晶格（大小约10–10m ）作为障碍物观察电子的衍射图样，方法是让电子束通过电场加速后，照射到金属晶格上，从而得到电子的衍射图样。
已知电子质量为m ，电荷量为e ，初速度为0，加速电压为U ，普朗克常量为h ，则下列说法中正确的是 A ．该实验说明了电子具有波动性B ．实验中电子束的德布罗意波的波长为C ．加速电压U 越大，电子的衍射现象越明显D ．若用相同动能的质子替代电子，衍射现象将更加明显 【答案】AB【解析】A 、该实验观察电子的衍射图样，衍射现象说明粒子的波动性，故A 正确；B 、电子束通过电场加速，由动能定理可得：212eU mv =，故有：，所以，实验中电子束的德布罗意波的波长为：，故B 正确；C 、由B 可知：加速电压U 越大，波长越小，那么，衍射现象越不明显，故C 错误；D 、若用相同动能的质子替代电子，质量变大，那么粒子动量P =故德布罗意波的波长hPλ=变小，故衍射现象将不明显，故D 错误。
1．（2018·吉林省梅河口市第五中学高二下学期期末考试）下列说法正确的是 A ．就物质波来说，速度相等的电子和质子，电子的波长长 B ．原来不带电的一块锌板，被弧光灯照射锌板时，锌板带负电 C ．红光光子比紫光光子的能量大D ．光电效应和康普顿效应均揭示了光具有波动性2．（2018·山西省大同市第一中学高三8月开学检测）下列各种叙述中，符合物理学事实的是 A ．康普顿效应证明了光具有波动性 B ．电子衍射实验证明了实物粒子具有波动性 C ．普朗克为了解释光电效应的规律提出光子说D．光电效应现象是爱因斯坦首先发现的3．在实验室或工厂的高温炉子上开一小孔，小孔可看作黑体，由小孔的热辐射特征，就可以确定炉内的温度，如图所示，就是黑体的辐射强度与其辐射光波长的关系图象，则下列说法正确的是A．T1 >T2B．T1<T2C．温度越高，辐射强度最大的电磁波的波长越长D．温度越高，辐射强度的极大值就越大4．如图所示，电路中所有元件完好，有光照射到光电管上，但灵敏电流计没有示数，其原因可能是A．入射光太弱 B．入射光波长太长C．光照时间短 D．电源正负极接反5．（2018·山东省青岛第二中学高三上学期期中考试）用不同频率的紫外线分别照射钨和锌的表面而产生光电效应，可得到光电子的最大初动能E k随入射光频率ν变化的E k–ν图像，已知钨的逸出功是3.28 eV，锌的逸出功是3.34 eV，若将二者的图线画在同一个E k–ν坐标系中，图中用实线表示钨，虚线表示锌，则正确反映这一过程的是A． B．C． D．6．N 为钨板，M 为金属网，它们分别与电池的两极相连，各电池的电动势和极性如图所示，已知金属钨的逸出功为4.5 eV 。