主干梳理 对点激活midd
知识点 光电效应及其规律 Ⅰ
1．定义
照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出的现象。 2．光电子
光电效应中发射出来的电子。
3．光电效应规律
(1)存在饱和光电流：光照条件不变，当正向电压增大时，光电流趋于一个饱和值，即一定的光照条件下单位时间发出的光电子数目是一定的。实验表明，光的频率一定时，入射光越强，饱和光电流越大，单位时间内发射的光电子数越多。 (2)存在遏止电压：使光电流减小到0的反向电压Uc称为遏止电压。遏止电压的存在意味着光电子的初动能有最大值Ekm＝mev＝eUc，称为光电子的最大初动能。实验表明，遏止电压(或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)存在截止频率：每种金属都有一个极限频率或截止频率νc，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，低于这个频率的光不能产生光电效应。
(4)光电效应具有瞬时性：当频率超过截止频率νc时，无论入射光怎样微弱，光电效应的发生几乎是瞬时的，一般不超过10新八项注意－9 s。
知识点 爱因斯坦光电效应方程 Ⅰ
在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光的能量子，简称光子，光子的能量ε＝hν。 其中h＝6.63×10－34 J·s(称为普朗克常量)。
2．逸出功W0
使电子脱离某种金属所做功的最小值。
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，除了要克服金属的逸出功外，有时还要克服原子的其他束缚而做功，这时光电子的初动能就比较小；当逸出过程只克服金属的逸出功，逸出时光电子的初动能称为最大初动能。
4．爱因斯坦光电效应方程
(1)表达式：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光电子的最大初动能Ek＝mev2。
5．对光电效应规律的解释
对应规律 | 对规律的产生的解释 | 2061计划
存在截止频率νc | 楼钟电子从金属表面逸出，必须克服金属的逸出功W0，则入射光子的能量不能小于W0，对应的频率必须不小于νc＝，即截止频率 |
光电子的最大初动能随着入射光频率的增大而增大，与入射光强度无关 | 电子吸收光子能量后，一部分克服阻碍作用做功，剩余部分转化为光电子的初动能，只有直接从金属表面飞出的光电子才具有最大初动能，对于确定的金属，W0是一定的，故光电子的最大初动能只随入射光的频率增大而增大 |
效应具有瞬时性 | 光照射金属时，电子吸收一个光子的能量后，动能立即增大，不需要积累能量的时间 |
光较强时饱和电流大 | 债券融资对于频率相同的光，光较强时，单位时间内照射到单位面积上的光子数较多，照射金属时产生的光电子较多，因而饱和电流较大 |
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知识点 波粒二象性 Ⅰ
1．光的波粒二象性
(1)光的干涉、衍射、偏振现象说明光具有波动性。
(2)光电效应和康普顿效应说明光具有粒子性。
(3)光既具有波动性，又具有粒子性，即光具有波粒二象性。
(4)光子的能量ε＝hν，光子的动量p＝。
2．物质波化工学报
(1)1924年，法国物理学家德布罗意提出：实物粒子也具有波动性，每一个运动着的粒子都有一个波和它对应，这种波叫做物质波，也叫德布罗意波。所以实物粒子也有波粒二象性。
(2)物质波的波长：λ＝＝，其中h是普朗克常量。
3．概率波
光和实物粒子的波粒二象性是指光子和实物粒子在空间出现的概率遵循波动规律，故称概率波。
(1)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，因此光波是一种概率波。
(2)对于电子和其他微观粒子，由于同样具有波粒二象性，所以与它们相联系的德布罗意波也是概率波。
一 思维辨析
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，就能发生光电效应。( )
3．光电效应说明光具有粒子性，说明光的波动说是错误的。( )
4．一束光照到金属上，发生光电效应的条件是光子的能量大于等于金属的逸出功。( )
5．光电子的最大初动能与入射光的频率成正比。( )
6．光的波长越长，越容易发生干涉和衍射现象。 ( )
7．光电效应方程Ek＝hν－W0中ν为入射光子的频率，而不是金属的极限频率。 ( )
答案 1.× 2.× 3.× 4.√ 5.× 6.√ 7.√
二 对点激活
1．(2017·上海高考)光子的能量与其( )
A．频率成正比 B．波长成正比
C．速度成正比 D．速度平方成正比
答案 A
解析 根据ε＝hν可知，光子的能量与频率成正比，A正确。
2．(人教版选修3－5·P30·演示实验改编)(多选)如图所示，用导线把验电器与锌板相连接，当用紫外线照射锌板时，发生的现象是( )
A．有光子从锌板逸出
B．有电子从锌板逸出
C．验电器指针张开一个角度
D．锌板带负电
答案 BC
解析 用紫外线照射锌板时，锌板里的电子吸收紫外线的能量从锌板表面逸出，称之为光电子，故A错误，B正确；锌板与验电器相连，带有相同电性的电荷，锌板失去电子应该带正电，且失去电子越多，带正电的电荷量越多，验电器指针张角越大，故C正确，D错误。
3．(人教版选修3－5·P36·T2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，则光电流将增大，故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，用频率小于ν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，C错误；根据hν－W逸＝mv2可知，增大入射光频率，光电子的最大初动能也增大，故D正确。
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