第十三章第1讲光电效应及波粒二象性

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第1讲　光电效应及波粒二象性

目标要求　1.了解黑体辐射的实验规律.2.知道什么是光电效应，理解光电效应的实验规律，

会利用光电效应方程计算逸出功、截止频率、最大初动能等物理量.3.知道波粒二象性，知道

物质波的概念.

考点一　黑体辐射　能量子

基础回扣

1.热辐射

(1)定义：周围的一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关，所以叫热辐射.

(2)特点：热辐射强度按波长的分布情况随物体的温度不同而有所不同.

2.黑体辐射的实验规律

(1)对于一般材料的物体，辐射电磁波的情况除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况

有关.

(2)黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关.随着温度的升高，一方面，各

种波长的辐射强度都有增加，另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，如图 1.

图1

3.能量子

(1)定义：普朗克认为，当带电微粒辐射或吸收能量时，以最小能量值为单位一份一份地辐

射或吸收，这个不可再分的最小能量值 ε叫做能量子.

(2)能量子大小：ε＝hν，其中 ν是带电微粒吸收或辐射电磁波的频率，h被称为普朗克常量.h

＝6.626×10－34 J·s(一般取 h＝6.63×10－34 J·s).

(3)发光功率与单个光子能量的关系：

发光功率 P＝n·ε，其中 n为单位时间发出的光子数目，ε为单个光子的能量.

1.(黑体辐射的实验规律)(多选)(2019·江苏南京市高二检测)黑体辐射的实验规律如图 2所示，

以下判断正确的是(　　)

图2

A.在同一温度下，波长越短的电磁波辐射强度越大

B.在同一温度下，辐射强度最大的电磁波波长不是最大的，也不是最小的，而是处在最大与

最小波长之间

C.温度越高，辐射强度的极大值就越大

D.温度越高，辐射强度最大的电磁波的波长越短

答案　BCD

2.(能量量子化的计算)人眼对绿光最敏感，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，眼睛就能觉察，普朗克常量为 6.63×10－34 J·s，光速为

3.0×108 m/s，则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是(　　)

A.2.3×10－18 W B.3.8×10－19 W

C.7.0×10－10 W D.1.2×10－18 W

答案　A

解析　绿光光子能量：ε＝hν＝≈3.8×10－19 J.每秒最少有 6个绿光的光子射入瞳孔，所以 P

＝≈2.3×10－18 W，选项 A正确，B、C、D错误.

考点二　光电效应

基础回扣

1.光电效应及其规律

(1)光电效应现象

照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出，这个现象称为光电效应，这种电子常

被称为光电子 .

(2)光电效应的产生条件

入射光的频率大于或等于金属的截止频率.

(3)光电效应规律

① 每种金属都有一个截止频率 νc，入射光的频率必须大于或等于这个截止频率才能产生光

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或等于截止频率时，入射光越强，饱和电流越大，逸出的光电子数

越多，逸出光电子的数目与入射光的强度成正比，饱和电流的大小与入射光的强度成正比 .

2.爱因斯坦光电效应方程

(1)光电效应方程

① 表达式：hν＝Ek＋W0或Ek＝hν － W 0.

② 物理意义：金属中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电子的最大初动能 .

(2)逸出功 W0：电子从金属中逸出所需做功的最小值，W0＝hνc＝h.

(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.

技巧点拨

光电效应的研究思路

光电效应现象和光电效应方程的应用

例1　(2020·河北衡水中学联考)如图 3所示为研究光电效应的电路图.开关闭合后，当用波

长为 λ0的单色光照射光电管的阴极 K时，电流表有示数.下列说法正确的是(　　)

图3

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摘要：

第1讲　光电效应及波粒二象性目标要求　1.了解黑体辐射的实验规律.2.知道什么是光电效应，理解光电效应的实验规律，会利用光电效应方程计算逸出功、截止频率、最大初动能等物理量.3.知道波粒二象性，知道物质波的概念.考点一　黑体辐射　能量子基础回扣1.热辐射(1)定义：周围的一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关，所以叫热辐射.(2)特点：热辐射强度按波长的分布情况随物体的温度不同而有所不同.2.黑体辐射的实验规律(1)对于一般材料的物体，辐射电磁波的情况除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关.(2)黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关.随着温度的升高，一方面，各种波...

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