第十二章 第1讲　光电效应　波粒二象性

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五年高考(全国卷)命题分析
五年常考热点 五年未考重点
光电效应
2018
2017
2016
2015
2卷17 题
3卷19 题
1卷35(1)
1卷35(1) 1.玻尔理论和能
级跃迁
2.原子物理与动
量观点的结合
波粒二象性及近代物理学史 2015
2014
2卷35(1)
2卷35(1)
核反应与核能
2018
2017
2016
2014
3卷14 题
1卷17 题、2卷15 题
2卷35(1)、3卷35(1)
1卷35(1)
1.考查方式：高考对本部分内容考查形式比较固定，一般比较单一的考查某个知识
点，且知识点相对比较单一，题型为选择题和填空题.
2.命题趋势：由于本部分内容涉及点较多，且已经改为必考内容，今后的命题将向
着多个考点融合的方向发展，且以选择题的形式考查.
第1讲　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，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　 (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，则光电流增大，故选
项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，故选项 B错误.
用频率为 ν的光照射光电管阴极，发生光电效应，用频率较小的光照射时，若光的频率仍大
于等于极限频率，则仍会发生光电效应，选项 C错误；根据 hν－W0＝Ek可知，增大入射光
频率，光电子的最大初动能也增大，故选项 D正确.
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 W0：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＋W0或Ek＝hν － W 0.
(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电子的最大初动能.
自测 2　(多选)如图 1是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能 Ek与入射光频率 ν
的关系图象.普朗克常量为 h，由图象可知(　　)
图1
A.该金属的逸出功等于 E
B.该金属的逸出功等于 hν0
C.入射光的频率为 2ν0时，产生的电子的最大初动能为 E
D.入射光的频率为时，产生的电子的最大初动能为
答案　ABC
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，称为光的波粒二象性.
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＝，p为运动物体的动量，h为普朗克常量.
自测 3　(多选)下列说法中正确的是(　　)
A.光的波粒二象性学说彻底推翻了麦克斯韦的光的电磁说
B.在光的双缝干涉实验中，暗条纹的地方是光子永远不能到达的地方
C.光的双缝干涉实验中，大量光子打在光屏上的落点是有规律的，暗条纹处落下光子的概率
小
D.单个光子显示粒子性，大量光子显示波动性
答案　CD
命题点一　光电效应电路和光电效应方程的应用
1.四点提醒
(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)光照强度大→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→光电子的最大初动能大.
3.三个关系式
(1)爱因斯坦光电效应方程：Ek＝hν－W0.
(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 W0＝hνc.
例1　(2018·全国卷Ⅱ·17)用波长为 300 nm 的光照射锌板，电子逸出锌板表面的最大初动能
为1.28×10－19 J.已知普朗克常量为 6.63×10－34 J·s，真空中的光速为3.00×108 m·s－1.能使锌
产生光电效应的单色光的最低频率约为(　　)
A.1×1014 Hz B.8×1014 Hz
C.2×1015 Hz D.8×1015 Hz
答案　B
解析　设单色光的最低频率为 ν0，由 Ek＝hν－W0知
摘要：

五年高考(全国卷)命题分析五年常考热点五年未考重点光电效应20182017201620152卷17题3卷19题1卷35(1)1卷35(1)1.玻尔理论和能级跃迁2.原子物理与动量观点的结合波粒二象性及近代物理学史201520142卷35(1)2卷35(1)核反应与核能20182017201620143卷14题1卷17题、2卷15题2卷35(1)、3卷35(1)1卷35(1)1.考查方式：高考对本部分内容考查形式比较固定，一般比较单一的考查某个知识点，且知识点相对比较单一，题型为选择题和填空题.2.命题趋势：由于本部分内容涉及点较多，且已经改为必考内容，今后的命题将向着多个考点融合的方向发展，且...

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