步步高高中物理辅导用书全书第十二章

步步高高中物理辅导用书全书第十二章

第十二章 第1讲.docx

第1讲　光电效应　波粒二象性

一、光电效应及其规律

1.光电效应现象

在光的照射下，金属中的电子从表面逸出的现象，发射出来的电子叫光电子.

2.光电效应的产生条件

入射光的频率大于等于金属的极限频率.

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.

(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，饱和光电流的大小与入射光的强度成正比.

自测1教材P36第2题改编(多选)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

答案　AD

解析　增大入射光强度，单位时间内照射到单位面积上的光子数增加，则光电流增大，故选项A正确；光电效应是否发生取决于入射光的频率，而与入射光强度无关，故选项B错误.用频率为ν的光照射光电管阴极，发生光电效应，用频率较小的光照射时，若光的频率仍大于极限频率，则仍会发生光电效应，选项C错误；根据hν－W逸＝Ek可知，增大入射光频率，光电子的最大初动能也增大，故选项D正确.

二、爱因斯坦光电效应方程

1.光子说：在空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光子，光子的能量ε＝hν.

2.逸出功W0：电子从金属中逸出所需做功的最小值.

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.光电效应方程

(1)表达式：hν＝Ek＋W0或Ek＝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电子的最大初动能.

自测2(多选)如图1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1

A.该金属的逸出功等于E

B.该金属的逸出功等于hν0

C.入射光的频率为2ν0时，产生的电子的最大初动能为E

D.入射光的频率为2(ν0)时，产生的电子的最大初动能为2(E)

答案　ABC

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＝p(h)，p为运动物体的动量，h为普朗克常量.

自测3(多选)下列说法中正确的是()

A.光的波粒二象性学说彻底推翻了麦克斯韦的光的电磁说

B.在光的双缝干涉实验中，暗条纹的地方是光子永远不能到达的地方

C.光的双缝干涉实验中，大量光子打在光屏上的落点是有规律的，暗纹处落下光子的概率小

D.单个光子具有粒子性，大量光子具有波动性

答案CD

第十二章 第2讲.docx

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