光的量子性复习专题

光的量子性复习专题 一、人类对光的本性认识的历史进程：实验→假说→理论→解释

1、 微粒说：认为光是一种粒子，代表人物：牛顿

2、 波动说：认为光是一种波,代表人物：惠更斯

3、 光的电磁说：光是电磁波,提出者：麦克斯韦

4、 量子假说: 光子

①普朗克的量子假说：在微观世界里，物理量的取值很多时候是不连续的，只能取一些

分立的值，这称为量子化现象。

②爱因斯坦的光子假说：在空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，每一份叫做一

个光量子，简称光子，光子的能量E 跟光的频率ν成正比。一个光子的能E ＝h ν

二、光电效应与光电流：

1. 物体在光的照射下发射电子的现象叫光电效应，发射出来的电子叫光电子（光电效应是

在1888年，赫兹做验证电磁波的实验中发现的）

2. 由于光电效应在电路中形成的电流叫光电流。

二、光电效应的规律：

1、 任何一种金属都有一个极限频率(或极限波长)，入射光的频率

必须大于这个极限频率(或小于极限波长)，才能产生光电效应．

2、 发生光电效应时，饱和光电流,与入射光的强度成正比．

3、 光电子的最大初动能只跟入射光的强度无关，它随入射光的频

率增大而增大（遏止电压也与入射光的强度无关，随入射光频

率的增大而增大)

4、 光电效应发生时间非常短暂，几乎不需要时间t<10-9s

四、光子说

1、光不是连续的而是一份一份的，每一份叫一个光子。

2、光子的能量与频率成正比,c E h h νλ==,h 是一个常量，叫普朗克常量： h=6.63×10-34

J. 3、光电效应方程：k E h W ν=-、最大初动能的测定; K E eU =遏, 逸出功; 00c

W h h νλ==

4、对光电效应的解释：根据光子说：（1）入射光强度→决定每秒钟光源发射的光子数 →决定金属每秒逸出的光子数→决定光电流的强度。（2）入射光频率→决定光子能量 →决定光电子初动能。

①对于第一条：根据光子说，光子的能量由光的频率决定，而电子脱离某金属时要克服克服

原子核束缚的引力做功（逸出功），只有电子吸收的光子能量大于逸出功时，电子才能从金

属表面逸出，故光电效应存在极限频率 。

②对于第二条：根据光子说，在能产生光电效应的前提下，入射光强度越大，单位时间内的

光子数目越多，产生的光电子越多，电流就越强。

③对于第三条：根据光子说，入射光的频率越高光子能量越大，对同一金属逸出功一定，由

能量守恒初动能k E h W ν=-，故光电子的初动能随入射光频率的增大而增大，与光的强度（单

位时间内入射的光子数目）无关。

④对于第四条：根据光子说，当光子入射金属表面时，一个光子携带的能量h ν一次为一个

电子全部吸收，若 0νν>，电子立即逸出而不需时间积累。即光电效应具有瞬时性。

5⎧⎫⎪⎨⎬⎪⎭⎩

波动性证据：光的干涉、衍射、波粒二象性大量光子表现出波动性，个别光子表现出粒子性。粒子性证据：光电效应、康普顿效应

五、光电效应的图像

1、由c U ν-图像可以得到的物理量

① 限频率：图线与ν交点的横坐标0ν②逸出功：图线与c U 交点的纵坐标的值/b W e =- ② 朗克常量：图线的斜率/k h e =

2、由K E ν-图像可以得到的物理量①极限频率：图线与ν轴交点的横坐标0ν②逸出功：图

线与Km E 交点的纵坐标的值0W E =③普朗克常量：图线的斜率k h =

题型一 光电效应及其规律

1、（2013上海高考）当用一束紫外线照射锌板时，产生了光电效应，这时( )

(A)锌板带负电 (B)有正离子从锌板逸出

(C)有电子从锌板逸出 (D)锌板会吸附空气中的正离子

2、 [2014·广东卷] 在光电效应实验中，用频率为ν的光照射光电管阴极，发生了光电效应，下列说法正确的是( )

A ．增大入射光的强度，光电流增大

B ．减小入射光的强度，光电效应现象消失

C ．改用频率小于ν的光照射，一定不发生光电效应

D ．改用频率大于ν的光照射，光电子的最大初动能变大

3、（2017·新课标Ⅲ）在光电效应实验中，分别用频率为a ν、b ν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a U 和b U 、光电子的最大初动能分别为ka E E 和kb E 。h 为普朗克常量。下列说法正确的是（ ）

A ．若a b νν>，则一定有a b U U <

B ．若a b νν>，则一定有ka kb E E >

C ．若a b U U <，则一定有ka kb E E <

D ．若a b νν>则一定有a ka b kb h

E h E νν->-

4.（2016.全国新课标I 卷，35）（1）（5分）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 ．入射光的频率变高，饱和光电流变大

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

E ．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

题型二、对光子说的理解

5．下列对光子的认识，正确的是 ( )

A ．光子说中的光子就是牛顿在微粒说中所说的粒子

B ．光子说中的光子就是光电效应中的光电子

C ．在空间传播中的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光量子，简称光子

D ．光子的能量跟光的频率成正比

6、（2017·北京卷）2017年年初，我国研制的“大连光源”——极紫外自由电子激光装置，

发出了波长在100 nm （1 nm=10-9 m ）附近连续可调的世界上最强的极紫外激光脉冲。大连