第13章 光电效应　波粒二象性—2021届高中物理一轮复习讲义（机构）

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第十三章 原子物理
光电效应　波粒二象性
【教学目标】1．知道什么是光电效应，理解光电效应的实验规律；
2．会利用光电效应方程计算逸出功、极限频率、最大初动能等物理量；
3．知道光的波粒二象性，知道物质波的概念．
【重、难点】1．理解光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无光；
2．理解光电效应的四种图象的物理意义
【课前小测】
1．下列实验现象中，哪一个实验现象的解释使得光的波动说遇到了巨大的困难（ 　　）
A．光的干涉 　B．光的衍射 C．多普勒效应 D．光电效应
2．利用光子说对光电效应的解释，下列说法正确的是 （　　）
A．电子吸收光子后一定能从金属表面逸出，成为光电子
B．金属表面的一个电子吸收若干个光子，积累了足够的能量才能从金属表面逸出
C．无论光子能量大小如何，电子吸收光子并积 累了能量后，总能逸出成为光电子
D．金属表面的一个电子只能吸收一个光子
3．（多选）用绿光照射一光电管，能产生光电流，则下列一定可以使该光电管产生光电效应的有
（ ）
A．红外线 B．黄光 C．蓝光 D．紫外线
4．入射光照射到某金属表面上发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，则 （
　）
A．有可能不发生光电效应
B．逸出的光电子的最大初动能将减小
C．光照至金属表面上到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加
D．单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减小
5．关于光电效应的规律，下列说法中正确的是 （　　）
A．只有入射光的波长大于该金属的极限波长，光电效应才能产生
B．光电子的最大初动能跟入射光强度成正比
C．发生光电效应的反应时间一般都大于 10－7 s
D．发生光电效应时，单位时间内从金属内逸出的光电子数目与入射光强度成正比
6．（多选）下列说法正确的是 （　　）
A．大量光子产生的效果往往显示出粒子性，个别光子产生的效果往往显示出波动性
B．光电效应反映了光的粒子性
C．光的干涉、衍射、偏振现象证明了光具有波动性
D．只有运动着的小物体才有一种波和它相对应，大的物体运动是没有波和它对应的
【知识梳理】
（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，就可以使金属发生光电效应。（ ）
（3）要使某金属发生光电效应，入射光子的能量必须大于金属的逸出功。（ ）
（4）光电子的最大初动能与入射光子的频率成正比。（ ）
（5）金属电子的逸出功与入射光的频率成正比。（ ）
（6）用不可见光照射金属一定比用可见光照射同种金属产生的光电子的初动能要大。（ ）
（7）对于任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须小于这个波长，才能产生光
电效应。（ ）
（8）光的频率越高，光的粒子性越明显，但仍具有波动性。（ ）
（9）德国物理学家普朗克提出了量子假说，成功地解释了光电效应规律。（ ）
（10）美国物理学家康普顿发现了康普顿效应，证实了光的粒子性。（ ）
（11）法国物理学家德布罗意大胆预言了实物粒子在一定条件下会表现为波动性。（ ）
考点一　对光电效应规律的理解
1．与光电效应有关的五组概念对比
（1）光子与光电子：光子指光在空间传播时的每一份能量，光子不带电；光电子是金属表面受到
光照射时发射出来的电子，其本质是电子。光子是光电效应的因，光电子是果。
（2）光电子的动能与光电子的最大初动能：光照射到金属表面时，电子吸收光子的全部能量，可
能向各个方向运动，需克服原子核和其他原子的阻碍而损失一部分能量，剩余部分为光电子
的初动能；只有金属表面的电子直接向外飞出时，只需克服原子核的引力做功的情况，才具
有最大初动能。光电子的初动能小于或等于光电子的最大初动能。
（3）光电流与饱和光电流：金属板飞出的光电子到达阳极，回路中便产生光电流，随着所加正向
电压的增大，光电流趋于一个饱和值，这个饱和值是饱和光电流，在一定的光照条件下，饱
和光电流与所加电压大小无关。
（4）入射光强度与光子能量：入射光强度指单位时间内照射到金属表面单位面积上的总能量。
（5）光的强度与饱和光电流：饱和光电流与入射光强度成正比的规律是对频率相同的光照射金属
产生光电效应而言的，对于不同频率的光，由于每个光子的能量不同，饱和光电流与入射光
强度之间没有简单的正比关系。
2．光电效应的研究思路
（1）两条线索：
（2）两条对应关系：
→→→
→→
典例精析
例1、（多选）1905 年是爱因斯坦的“奇迹”之年，这一年他先后发表了三篇具有划时代意义的论
文，其中关于光量子的理论成功的解释了光电效应现象．关于光电效应，下列说法正确的是 （
）
A．光电子的最大初动能与入射光的强度成正比
B．光电子的最大初动能与入射光的频率成正比
C．当入射光的频率低于极限频率时，不能发生光电效应
D．某单色光照射一金属时不发生光电效应，改用波长较短的光照射该金属可能发生光电效应
变式1、（多选）如图所示，用导线把验电器与锌板相连接，当用紫外线灯照射锌板时，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
摘要：

第十三章原子物理光电效应　波粒二象性【教学目标】1．知道什么是光电效应，理解光电效应的实验规律；2．会利用光电效应方程计算逸出功、极限频率、最大初动能等物理量；3．知道光的波粒二象性，知道物质波的概念．【重、难点】1．理解光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无光；2．理解光电效应的四种图象的物理意义【课前小测】1．下列实验现象中，哪一个实验现象的解释使得光的波动说遇到了巨大的困难（　　）A．光的干涉　B．光的衍射C．多普勒效应D．光电效应2．利用光子说对光电效应的解，下列说法正确的是（　　）A．电子吸收光子后一定能从金属表面逸出，成为光电子B．金属表面的一个电子吸收若干个光子，...

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