1、第1节 波粒二象性1光电效应现象光电效应：在光的照射下金属中的电子从表面逸出的现象，叫做光电效应，发射出来的电子叫做特别提醒：(1)光电效应的实质是光现象转化为电现象(2)定义中的光包括可见光和不可见光光电子一、光电效应2几个名词解释(1)遏止电压：使光电流减小到零时的.(2)截止频率：能使某种金属发生光电效应的频率叫做该种金属的截止频率(又叫极限频率)不同的金属对应着不同的极限频率(3)逸出功：电子从金属中逸出所需做功的，叫做该金属的逸出功反向电压UC最小最小值3光电效应规律(1)每种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须极限频率才能产生光电效应(2)光电子的与入射光的强度无关，只随入射光频
2、率的增大而(3)只要入射光的频率大于金属的极限频率，照到金属表面时，光电子的发射几乎是，一般不超过109 s，与光的强度关(4)当入射光的频率大于金属的极限频率时，饱和光电流的强度与入射光的强度成比大于最大初动能增大瞬时的无正4爱因斯坦光电效应方程(1)光子说：空间传播的光的能量是不连续的，是一份一份的，每一份叫做一个光子光子的能量为E，其中h是普朗克常量，其值为6.631034 Js，是光的频率(2)光电效应方程：其中h为入射光子的能量，Ek为光电子的最大初动能，W是金属的逸出功二、光的波粒二象性1光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有性2光电效应和康普顿效应说明光具有性hEkhW波动粒子3光既
3、具有波动性，又具有粒子性，称为光的性三、物质波(又叫德布罗意波)1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,p为运动物体的动量，h为普朗克常量2.物质波是概率波.光子和粒子在空间各处出现的概率受波动规律支配，概率大的地方，光子或粒子出现的，反之就少.不要以宏观观点中的波来理解德布罗意波.波粒二象次数多例1 关于光电效应，下列说法正确的是()A极限频率越大的金属材料逸出功越大B只要光照射的时间足够长，任何金属都能产生光电效应C从金属表面出来的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越小D入射光的光强一定时，频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多题型一：光
4、电效应规律的理解【思路点拨】弄清光电效应发生的条件、光电子的最大初动能和光电子的的决定因素是解答本题的关键【答案】A【方法与知识感悟】光电效应规律的解释例2 如图所示，当电键S断开时，用光子能量为2.5 eV的一束光照射阴极P，发现电流表读数不为零合上电键，调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于0.60 V时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于0.60 V时，电流表读数为零(1)求此时光电子的最大初动能的大小(2)求该阴极材料的逸出功题型二：光电效应方程的应用【解析】设用光子能量为2.5 eV的光照射时，光电子的最大初动能为Ekm，阴极材料逸出功为W0，当反向电压达到U0.60 V以后，
5、具有最大初动能的光电子也达不到阳极，因此eUEk由光电效应方程：EkhW0由以上二式：Ek0.60 eV，W01.9 eV.【答案】(1)0.60 eV(2)1.9 eV【方法与知识感悟】1.光电效应现象中射出的光电子具有一定动能，因此易与电场、磁场相结合命制综合性较强的试题.射出的光电子的动能是解决这类问题的重要条件，可由爱因斯坦光电效应方程求得.2由爱因斯坦光电效应方程可得Ekm曲线(如图)由图象可以得到的物理量：极限频率：图线与轴交点的横坐标0.逸出功：图线与Ekm轴交点的纵坐标的绝对值EW0.普朗克常量：图线的斜率kh.题型三：光的波粒二象性例3 下列说法中正确的是()A随着温度的升高
6、，一方面各种波长的辐射强度都会增加；另一方面辐射强度的极大值向波长较短的方向移动B在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，因此，光子散射后波长变短C根据海森伯提出的不确定性关系可知，不可能同时准确地测定微观粒子的位置和动量D物质波和光波都是概率波【答案】ACD【方法与知识感悟】1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)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)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
7、本领越强(3)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2.德布罗意波假说是光的波粒二象性的一种推广，使之包含了物质粒子，即光子和实物粒子都具有粒子性，又都具有波动性，与光子对应的波是电磁波，与实物粒子对应的波是德布罗意波.1有关光的本性的说法正确的是()A关于光的本性，牛顿提出了“微粒说”，惠更斯提出了“波动说”，爱因斯坦提出了“光子说”，它们都圆满地说明了光的本性B光具有波粒二象性是指：既可以把光看成宏观概念上的波，也可以看成宏观概念上的粒子C光的干涉、衍射现象说明光具有波动性，光电效应说明光具有粒子性D在光的双缝干涉实验中，光通过双缝时显出波动性，如果光只通过一
8、个缝时，就显出粒子性C【解析】牛顿主张的微粒说中的微粒与实物粒子一样，惠更斯主张的波动说中的波动与宏观机械波等同，这两种观点是相互对立的，都不能说明光的本性，所以A、B错，C正确在双缝干涉实验中，双缝干涉出现明暗均匀的条纹，单缝出现中央亮而宽，周围暗而窄的条纹，都说明光的波动性当让光子一个一个地通过单缝时，曝光时间短时表现出粒子性，曝光时间长时显出波动性，因此D错误2下列说法中正确的是()A物质波既是一种电磁波，又是一种概率波B电子虽然具有波动性，但这种波不属于概率波C光波是概率波而物质波不是概率波D光的干涉现象中，干涉亮条纹部分是光子到达几率大的地方D3在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管
9、在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光)，如图所示则可判断出()A甲光的频率大于乙光的频率B乙光的波长大于丙光的波长C乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率D甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能B【解析】由题图可知，甲、乙两光对应的反向截止电压均为Uc2，由爱因斯坦光电效应方程EkmhW0及eUc20Ekm可知甲、乙两光频率相同，且均小于丙光频率，选项A、C均错；甲光频率小，则甲光对应光电子最大初动能小于丙光的光电子最大初动能，选项D错误；乙光频率小于丙光频率，故乙光的波长大于丙光的波长，选项B正确【巩固基础】*1.2006年度诺贝尔物理学奖授予了
10、两名美国科学家，以表彰他们发现了宇宙微波背景辐射的黑体谱形状及其温度在不同方向上的微小变化他们的出色工作被誉为是宇宙学研究进入精密科学时代的起点，下列与宇宙微波背景辐射黑体谱相关的说法中正确的是()A微波是指波长在103 m到10 m之间的电磁波B微波和声波一样都只能在介质中传播C黑体的热辐射实际上是电磁辐射D普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说ACD*2.光电效应的实验结论是：对于某种金属()A无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应B无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应C超过极限频率的入射光强度越弱，所产生的光电子的最大初动能就越小D超过极限频率的
11、入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大AD*3.下面说法正确的是()A光电效应实验证实了光具有粒子性B红外线的波长比X射线的波长短C射线的贯穿本领比粒子的强D太阳辐射能量主要来自太阳内部的裂变反应AC4在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连，用弧光灯照射锌板时，验电器的指针张开一个角度，如图所示，这时锌板带电，指针带电.正正【解析】在光电效应实验中，锌板因逸出电子带正电，验电器由于与锌板接触也带正电，其指针也带正电.A【提升能力】6下表给出了一些金属材料的逸出功.材 料铯钙镁铍钛逸出功(1019 J)3.04.35.96.26.6现用波长为400 nm的单色光照
12、射上述材料，能产生光电效应的材料最多有几种(普朗克常量h6.631034 Js，光速c3.0108 m/s)()A2种B3种C4种D5种A7研究光电效应的电路如图所示用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极K)，钠极板发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流下列光电流I与A、K之间的电压UAK的关系图象中，正确的是()C【解析】虽然入射光强度不同，但光的频率相同，所以截止电压相同；又因当入射光强时，单位时间逸出的光电子多，饱和光电流大，所以选C.Eh【再上台阶】9人眼对绿光最为敏感，正常人的眼睛接收到波长为530 nm的绿光时，只要每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉普朗克常量为6.631034Js，光速为3.0108 m/s，则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是若用这种波长的绿色光照射下列五种材料，能产生光电效应的材料有_种.2.31018 W1材料铯钙镁铍钛逸出功(1019 J)3.04.35.96.26.6，
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