2012届高中物理第一轮总复习 第14章 第4讲 光电效应 光的波粒二象性学案（教师版）新人教版.doc

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1、1．几个概念光电子：光电效应现象中金属表面发射出的电子称为光电子．光电流：在光电管的阳极A和阴极K之间加上直流电压U，当用频率足够高的单色光照射　阴极K　时，阴极K上会有　光电子　逸出，它们在加速电场的作用下飞向阳极A而形成电流I，称为光电流．光电流I随正向电压U的增大而增大，并逐渐趋于其饱和值Is，这一电流称为饱和电流．可以解释为，当光电流达到饱和时，阴极K上所有逸出的光电子全部飞到了阳极A上． 遏止电压：A和K两极间的电压为零时，光电流并　不为　零，只有当两极间加了反向电压U＝－UC<0时，光电流I才为

2、零，UC称为遏止电压．极限频率：对于给定的金属材料制成的阴极，当入射光频率低到某值ν0时，光电子的最大初动能为　零　.若入射光频率再降低，则无论光的强度多大，都　没有　光电子产生，　不　发生光电效应．这个由阴极金属材料性质决定的频率ν0，称为金属的　截止频率　，或极限频率． 逸出功W＝hν0：金属表面的电子吸收了光子的能量hν0后恰能挣脱金属的束缚，但这些光电子脱离金属表面后不具有初动能，即光电子的逸出功W＝hν0.2．光电效应实验规律光照射金属表面，使金属表面发射电子的现象，这就是光电效应现象．(1)存在

3、着饱和电流．在光照条件不变的情况下，随着所加电压增大，光电流趋于一个饱和值．入射光越强，饱和电流越　大　. (2)存在着遏止电压和极限频率．使光电流减小到零的反向电压称为遏止电压，对于一定颜色(频率)的光，无论光的强弱如何，遏止电压都是　一样　的，光的　颜色　改变，遏止电压也会改变．光电子的能量与入射光的频率　有　关，与入射光的强度无关．当入射光的频率低于截止频率时　不能　发生光电效应，不同金属的截止频率不同．(3)光电效应具有瞬时性．只要满足发生光电效应的条件，光电效应几乎是瞬间发生的，不超过10－9s.

4、 3．光子说1905年爱因斯坦提出了光量子概念，认为光能量也和辐射能量一样，不是连续分布的，而是一份一份地集中在一个个粒子——光子上．或者说，光是由大量以光速运动的粒子组成的光子流．每个光子具有的能量为E＝hν＝h(ν是光的频率，h是普朗克常量，c是光速，λ是光波波长)．光子的动量为p＝. 4．光的波粒二象性干涉、衍射和偏振以无可辩驳的事实表明光是一种　波　；光电效应和康普顿效应又用无可辩驳的事实表明光是一种　粒子　；因此现代物理学认为：光具有波粒二象性． 4用心爱心专心 6．爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν

5、－W，其中Ek为光电子获得的最大初动能，h为光子的能量，W为光电子的逸出功． 1．光子说怎样对光电效应进行解释？解答：为解释光电效应实验，爱因斯坦提出了“光量子”假设．他认为：光在空间传播时也是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光子．光子的能量和它的频率成正比，即E＝hν，式中的ν为光的频率，h为普朗克常量．光子在和电子作用时，每个光子只能把能量传递给一个电子，每个电子也只能吸收一个光子． 根据爱因斯坦的光电效应方程，可以很明确地得出：(1)电子的最大初动能与光的频率呈线性关系，而与光的强度无关(因

6、为光子的能量与光的强度无关，而光的强度与光子的数目有关)．(2)只有当入射光的光子能量大于或等于逸出功，才能产生光电效应．能够产生光电效应的极限频率ν0可由下式得出：hν0＝W即ν0＝ 2．怎样理解波粒二象性？解答：波粒二象性中所说的波是一种概率波，对大量光子才有意义．波粒二象性中所说的粒子，是指其不连续性，是一份能量．(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)ν高的光子容易表现出粒子性；ν低的光子容易表现出波动性．(3)光在传播过程中往往表现出波动性；在与物质发生

7、作用时往往表现为粒子性． 例1：对爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W，下面的理解正确的有(　　)A．只要是用同种频率的光照射同一种金属，那么从金属中逸出的所有光电子都会具有同样的初动能EkB．式中的W表示每个光电子从金属中飞出过程中克服金属中正电荷引力所做的功C．逸出功W和极限频率ν0之间应满足关系式W＝hν0D．光电子的最大初动能和入射光的频率成正比 解析：爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W中的W表示从金属表面直接逸出的光电子克服金属中正电荷引力做的功，因此是所有逸出的光电子中克服引力做功的最小值．对应

8、的光电子的初动能是所有光电子中最大的．其他光电子的初动能都小于这个值．若入射光的频率恰好是极限频率，即刚好能有光电子逸出，可理解为逸出的光电子的最大初动能是0，因此有W＝hν0.由Ek＝hν－W可知Ek和ν之间是一次函数关系，但不是成正比．【答案】C 方法点拨：正确理解金属的逸出功的概念，知道极限频率(或最大波长)4用心爱心专心存在的原因是解决光电效应问题的关键；光电效应是金属中的自由电子吸收了光子的能量后，其动