2023版（教科版）高考步步高大一轮复习讲义第十二章 近代物理初步

第1节　光电效应　波粒二象性一、光电效应及其规律1.光电效应现象在光的照射下，金属中的电子从表面逸出的现象，称为光电效应。发射出来的电子叫光电子。2.光电效应的产生条件入射光的频率大于或等于金属的极限频率。3.光电效应规律(1)每种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于或等于这个极限频率才能产生光电效应。(2)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)光电效应的发生几乎是瞬时的，一般不超过10－9 s。(4)当入射光的频率大于极限频率时，饱和光电流的大小与入射光的强度成正比。【自测1】 用光电管进行光电效应实验中，分别用频率不同的单色光照射到同种金属上。下列说法正确的是(　　)A.频率较小的入射光，需要经过足够长的时间照射才能发生光电效应B.入射光的频率越大，极限频率就越大C.入射光的频率越大，遏止电压就越大D.入射光的强度越大，光电子的最大初动能就越大答案　C二、爱因斯坦光电效应方程1.光子说：在空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光子，光子的能量ε＝hν。2.逸出功A：电子从金属中逸出所需做功的最小值。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克服原子核的引力逸出时所具有的动能的最大值。4.光电效应方程(1)表达式：hν＝Ek＋A或Ek＝hν－A。(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A，剩下的表现为逸出后电子的最大初动能。【自测2】 频率为ν的光照射某金属时，产生光电子的最大初动能为Ekm。改为频率为2ν的光照射同一金属，所产生光电子的最大初动能为(h为普朗克常量)(　　)A.Ekm－hν B.2EkmC.Ekm＋hν D.Ekm＋2hν答案　C三、光的波粒二象性与物质波1.光的波粒二象性(1)光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有波动性。(2)光电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。2.物质波(1)概率波光的干涉现象是大量光子的运动遵循波动规律的表现，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，因此光波又叫概率波。(2)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λ＝eq \f(h,p)，p为运动物体的动量，h为普朗克常量。考点一　光电效应及其方程1.对光电效应的四点提醒(1)能否发生光电效应，不取决于光的强度而取决于光的频率。(2)光电效应中的“光”不是特指可见光，也包括不可见光。(3)逸出功的大小由金属本身决定，与入射光无关。(4)光电子不是光子，而是电子。2.两条对应关系(1)光的强度大→光子数目多→发射光电子多→光电流大。(2)光子频率高→光子能量大→产生光电子的最大初动能大→遏止电压大。3.三个关系式(1)爱因斯坦光电效应方程：Ek＝hν－A。(2)最大初动能与遏止电压的关系：Ek＝eUc。(3)逸出功与极限频率的关系：A＝hν0。1.(加正向电压的分析)如图1所示是光电管的原理图，已知当有波长为λ0的光照到阴极K上时，电路中有光电流，则(　　)图1A.若增加电路中电源电压，电路中光电流一定增大B.若将电源极性反接，电路中一定没有光电流产生C.若换用波长为λ1(λ1>λ0)的光照射阴极K时，电路中一定没有光电流D.若换用波长为λ2(λ2λ0)的光的频率有可能大于极限频率，电路中可能有光电流，故C错误；波长为λ2(λ2