1、章末总结光电效应和光子说1光电效应现象的判断光电流的大小取决于 每秒入射的光子数取决于入射光的强度能否发生光电效应光电子的最大初动能 取决于 入射光的频率和金属的逸出功发生光电效应的时间具有瞬时性，与入射光的强度、频率无关2光电效应方程光电效应方程的实质是能量的转化和守恒定律在光电效应现象中的反映，根据能量守恒定律，光电子的最大初动能与入射光子的能量和逸出功的关系为EkhW0.这个方程叫爱因斯坦光电效应方程3光子被吸收的情况光电效应中，光子与金属中的电子作用，光子整个被吸收，且电子一般一次只能吸收一个光子；康普顿效应中，光子与晶体中的自由电子发生碰撞，电子只能吸收光子的部分能量例1 研究光电效
2、应规律的实验装置如图所示，光电管的阴极材料为金属钾，其逸出功为W02.25 eV，现用光子能量为10.75 eV的紫外线照射光电管，调节变阻器滑片位置，使光电流刚好为零求：(1)电压表的示数是多少？(2)若照射光的强度不变，紫外线的频率增大一倍，阴极K每秒内逸出的光电子数如何变化？到达阳极的光电子动能为多大？(3)若将电源的正负极对调，到达阳极的光电子动能为多大？解析：(1)由光电效应方程 EkhW0得光电子最大初动能 Ek8.50 eV光电管两端加有反向电压，光电子由 K 向 A 做减速运动由动能定理eUEkAEk，因 EkA0，则 UEke 8.50 V.(2)设光的强度为 nh，光强不变
3、，频率增大一倍，则每秒入射的光子数 n 减为原来的一半，阴极 K 每秒内逸出的光电子数也减为原来的一半，由光电效应方程得光电子的最大初动能EkhW02hW019.25 eV，电子由阴极向阳极做减速运动由动能定理eUEkAEk，得 EkA10.75 eV.(3)若将电源的正负极对调，光电管上加有正向电压，光电子从阴极向阳极做加速运动，由动能定理eUEkAEk，得EkA17.00 eV.答案：(1)8.50 V(2)减半 10.75 eV(3)17.00 eV反思领悟：在研究光电效应电路图中，能否发生光电效应要看阴极K的极限频率与入射光频率的相对大小；AK之间的电场一定要看清是正向还是反向电场，即
4、电场是让电子加速还是减速的光的波粒二象性1微观粒子的波动性和粒子性不能理解为宏观概念中的波和粒子波动性和粒子性是微观粒子的两种固有属性，任何情况下二者都同时存在2描述光的性质的基本关系式 h 和 ph中，能量 和动量 p 是描述物质的粒子性的重要物理量，波长 或频率 是描述物质的波动性的典型物理量，它们通过普朗克常量 h 联系在一起例2 下列关于光的波粒二象性的说法中正确的是()A一束传播的光，有的光是波，有的光是粒子B由光电效应现象可知光子与电子是同样一种粒子；从双缝干涉实验结果看出，光波与机械波是同样一种波C在一束光中，光子间的相互作用使光表现出波的性质D光是一种波，同时也是一种粒子，光子
5、说并未否定电磁说，在光子能量h中，频率仍表示的是波的特性解析：光有时表现波动性，有时表现为粒子性，A错；光与物质微粒作用时表现出粒子性，光传播时表现波动性，B错；光波是概率波，与宏观的机械波不同，波动性是光子固有性质，不是光子间相互作用的结果，C错；光具有波粒二象性，光子说在承认光是波的同时，认为光还具有粒子性，D对答案：D反思领悟：不能将微观粒子的波动性和粒子性看成两个相互排斥的性质，也不能将它们等同于宏观概念中的波和粒子，波粒二象性是微观粒子的固有性质，不是粒子间相互作用的结果例1 现代物理学认为，光和实物粒子都具有波粒二象性下列事实中突出体现波动性的是()A一定频率的光照到锌板上，光的强
6、度越大，单位时间内锌板上发射的光电子就越多B肥皂液是无色的，吹出的肥皂泡却是彩色的C质量为103kg、速度为102m/s的小球，其德布罗意波长约为1028 m，不过我们能清晰地观测到小球运动的轨迹D人们常利用热中子研究晶体的结构，因为热中子的德布罗意波长与晶体中原子间距大致相同对波粒二象性认识不到位错因分析：(1)光电流(饱和值)正比于入射光的强度只是在发生光电效应的前提下成立！意识不到本结论成立的条件必定犯错误(2)对干涉和衍射现象成因不理解，是导致错误判断的直接原因，如，人们利用热中子通过晶体时发生衍射来研究晶体结构，是利用了热中子的波动性，容易漏选正确解答：只有当光的频率高于极限频率，能
7、够发生光电效应时，光强越大，单位时间内锌板上发射的光电子才越多，A错；肥皂泡的彩色是光的干涉造成的，B正确；由物质波知识可得，C错D对答案：BD纠错心得：对于物理公式或物理规律一定要形成这样的习惯：先看公式或结论成立的条件是否满足，只有满足了成立条件才能用公式规律去解决问题缺乏动态分析，对光电效应现象理解不到位例 2 真空中有一平行板电容器，两极板分别由铂和钾(其极限波长分别为 1 和 2)制成，极板面积为 S，间距为 d，现用波长为(12)的单色光持续照射两极板内表面，则电容器的最终带电量 Q 正比于()A.dS121B.dS22C.Sd11D.Sd22错因分析：缺乏对光电效应现象发生过程的精细分析，不理解“最终带电荷量”的意义，而导致无从下手事实上，钾极板发射光电子到达铂极板，使两极板之间建立起由钾极板指向铂极板的电场，随着极板电量增加，场强增大，光电子被减速，当电荷积累到一定程度，钾极板发出光电子恰不能到达铂极板，电容器带电量Q不再变化答案：D纠错心得：解决物理问题，一定要分析清楚物理过程，对于动态物理过程只要分析清楚物理过程也就不难解决正确解答：由光电效应方程12mv2maxhc W0，而 W0hc2，cQU，cS4kd，由动能定理eU012mv2max，解得 QhcS24kde2.选 D.