1、第 2 节波粒二象性(1)光子和光电子都是实物粒子。()(2)只要入射光的强度足够强，就可以使金属发生光电效应。()(3)要使某金属发生光电效应，入射光子的能量必须大于金属的逸出功。()(4)光电子的最大初动能与入射光子的频率成正比。()(5)光的频率越高，光的粒子性越明显，但仍具有波动性。()(6)德国物理学家普朗克提出了量子假说，成功地解释了光电效应规律。()(7)美国物理学家康普顿发现了康普顿效应，证实了光的粒子性。()(8)法国物理学家德布罗意大胆预言了实物粒子在一定条件下会表现为波动性。()要点一 对光电效应的理解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
2、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
3、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：饱和光电流与入射光强度成正比的规律是对频率相同的光照射金属产生光电效应而言的，对于不同频率的光，由于每个光子的能量不同，饱和光电流与入射光强度之间没有简单的正比关系。2光电效应的研究思路(1)两条线索：(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多角练通1(多选)(2014广东高考)在光电效应实验中，用频率为 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
4、度，光电效应现象消失C改用频率小于 的光照射，一定不发生光电效应D改用频率大于 的光照射，光电子的最大初动能变大解析2(2014上海高考)在光电效应的实验结果中，与光的波动理论不矛盾的是()A光电效应是瞬时发生的B所有金属都存在极限频率C光电流随着入射光增强而变大D入射光频率越大，光电子最大初动能越大解析3关于光电效应，下列说法正确的是()A光电子的最大初动能与入射光的频率成正比B光电子的动能越大，光电子形成的电流强度就越大C用不可见光照射金属一定比用可见光照射同种金属产生的光电子的初动能大D对于任何一种金属，都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须小于这个波长，才能产生光电效应解析要点二 爱
5、因斯坦的光电效应方程及应用1三个关系(1)爱因斯坦光电效应方程 EkhW0。(2)光电子的最大初动能 Ek 可以利用光电管用实验的方法测得，即 EkeUc，其中 Uc 是遏止电压。(3)光电效应方程中的 W0 为逸出功，它与极限频率 c的关系是 W0hc。2四类图像图像名称图线形状由图线直接(间接)得到的物理量颜色相同、强度不同的光，光电流与电压的关系遏止电压Uc：图线与横轴的交点饱和光电流Im：电流的最大值最大初动能：EkmeUc极限频率：图线与 轴交点的横坐标 c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 kh最大初动能Ek 与入射光频率 的关系图线图像名
6、称图线形状由图线直接(间接)得到的物理量颜色不同时，光电流与电压的关系遏止电压Uc1、Uc2饱和光电流最大初动能Ek1eUc1，Ek2eUc2遏止电压Uc与入射光频率 的关系图线截止频率 c：图线与横轴的交点遏止电压 Uc：随入射光频率的增大而增大普朗克常量 h：等于图线的斜率与电子电量的乘积，即 hke。(注：此时两极之间接反向电压)典例(2015全国卷)在某次光电效应实验中，得到的遏止电压 Uc 与入射光的频率的关系如图 13-2-1 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_，所用材料的逸出功可表示为_。图 13-2-1解析针对训练1(多
7、选)(2016武威模拟)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 的关系图像。由图像可知()A该金属的逸出功等于 EB该金属的逸出功等于 h0C入射光的频率为 20 时，产生的光电子的最大初动能为 ED入射光的频率为02 时，产生的光电子的最大初动能为E2E由该图像可得出普朗克常量 h0E图 13-2-2解析2(2016盐城二模)如图 13-2-3 甲所示的装置研究光电效应现象，当用光子能量为 5 eV 的光照射到光电管上时，测得电流计上的示数随电压变化的图像如图乙所示。则光电子的最大初动能为_J，金属的逸出功为_J。图 13-2-3解析要点三 对波
8、粒二象性的理解1对光的波粒二象性的进一步理解实验基础表现说明光的波动性 干涉和衍射光是一种概率波，即光子在空间各点出现的可能性大小(概率)可用波动规律来描述大量的光子在传播时，表现出波的性质光的波动性是光子本身的一种属性，不是光子之间相互作用产生的光的波动性不同于宏观观念的波实验基础表现说明光的粒子性 光电效应、康普顿效应 当光同物质发生作用时，这种作用是“一份一份”进行的，表现出粒子的性质少量或个别光子清楚地显示出光的粒子性粒子的含义是“不连续”、“一份一份”的光子不同于宏观观念的粒子实验基础表现说明波动性和粒子性的对立、统一大量光子易显示出波动性，而少量光子易显示出粒子性波长长(频率低)的
9、光波动性强，而波长短(频率高)的光粒子性强光子说并未否定波动说，Ehhc 中，和 就是波的概念波和粒子在宏观世界是不能统一的，而在微观世界却是统一的2物质波(1)定义：任何运动着的物体都有一种波与之对应，这种波叫做物质波，也叫德布罗意波。(2)物质波的波长：hp hmv，h 是普朗克常量。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解析多角练通1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 13-2-4 所示是不同数量的光子照射到感光胶
10、片上得到的照片。这些照片说明()图13242(多选)(2015江苏高考)波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的有()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也相等解析3(多选)(2015全国卷)实物粒子和光都具有波粒二象性。下列事实中突出体现波动性的是()A电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样B 射线在云室中穿过会留下清晰的径迹C人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构D人们利用电子显微镜观测物质的微观结构E光电效应实验中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关解析 “课后演练对点设计”见“课时跟踪检测(四十五)”(单击进入电子文档)