考物理-复习方案-第2讲 波粒二象性.doc

光 电 效 应 1．产生条件 入射光的频率大于金属的极限频率。 2．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。 (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。 1．对光电效应现象的三点说明 (1)光电效应的实质是光现象转化为电现象。 (2)光电效应中的照射光包括可见光和不可见光。 (3)照射光的频率决定着是否发生光电效应及光电子的最大初动能。 2．对光电子的理解 光电子是金属表面受光照射逸出的电子，光电子也是电子，与光子不同，光子的本质是光。 1．用强度和频率都相同的两束紫外线分别照射到两种不同金属的表面上，均可发生光电效应，则下列说法中正确的是(　　) A．两束紫外线光子总能量相同 B．从不同的金属表面逸出的光电子的最大初动能相同 C．在单位时间内从不同的金属表面逸出的光电子数相同 D．从不同的金属表面逸出的光电子的最大初动能不同 解析：选ACD　因为紫外线的强度和频率都相同，所以光子总能量相同，A正确；根据光电效应方程Ek＝hν－W0知，两种金属逸出功不同，所以光电子最大初动能不同，B错误，D正确；由于强度和频率都相同，所以单位时间内从金属表面逸出的光电子数相同，C正确。 光电效应方程 1．基本物理量 (1)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原子核的引力逸出时所具有的动能的最大值。 2．光电效应方程 光电子的最大初动能Ek与入射光光子的能量hν和逸出功W0之间的关系：Ek＝hν－W0。 对光电效应规律的解释对应规律 对规律的产生的解释 存在极限频率νc 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W0，要使入射光子的能量不小于W0，对应的频率νc＝，即极限频率 光电子的最大初动能随着入射光频率的增大而增大，与入射光强度无关 电子吸收光子能量后，一部分克服阻碍作用做功，剩余部分转化为光电子的初动能，只有直接从金属表面飞出的光电子才具有最大初动能，对于确定的金属，W0是一定的，故光电子的最大初动能只随入射光的频率增大而增大 光电效应具有瞬时性 光照射金属时，电子吸收一个光子的能量后，动能立即增大，不需要能量积累的过程 光较强时饱和电流大 光较强时，包含的光子数较多，照射金属时产生的光电子较多，因而饱和电流较大 图13－2－1 2．用图象表示光电效应方程 (1)最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图线如图13－2－1。 (2)由图线可以得到的物理量： 极限频率：图线与ν轴交点的横坐标νc。 逸出功：图线与Ek轴交点的纵坐标的值W0＝|－E|＝E。 普朗克常量：图线的斜率k＝h。 2.如图13－2－2是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图象。由图象可知(　　) 图13－2－2 A．该金属的逸出功等于E B．该金属的逸出功等于hνc C．入射光的频率为2νc时，产生的光电子的最大初动能为E D．入射光的频率为时，产生的光电子的最大初动能为 解析：选ABC　由图并结合Ek＝hν－W0，得Ek＝hν－E，故逸出功W0＝E，故选项A对；当Ek＝0时，ν＝νc，故E＝hνc，故选项B对；ν＝2νc时，可得出Ek＝E，故选项C对；当入射光的频率为时，不发生光电效应，故选项D错。 光的波粒二象性 (1)光电效应说明光具有粒子性，同时光还具有波动性，即光具有波粒二象性。 (2)大量光子运动的规律表现出光的波动性，单个光子的运动表现出光的粒子性。 (3)光的波长越长，波动性越明显，越容易看到光的干涉和衍射现象；光的频率越高，粒子性越明显，穿透本领越强。 对光的波粒二象性的理解 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)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，越不容易看到光的干涉和衍射现象，贯穿本领越强。 (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p＝表达式也可以看出，光的波动性和粒子性并不矛盾：表示粒子性的粒子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