3.2能量量子化光的粒子性高二物理ppt課件

1、駕駛員之家 jsyzj/ks/ 2019年新題庫(kù)科目一模擬考試駕駛員之家 jsyzj/aqks/ 2019年安全文明駕駛常識(shí)模擬考試駕駛員之家 jsyzj/chexing/c1.html C1駕駛證能開什么車駕駛員之家 jsyzj/chexing/c2.html C2駕駛證能開什么車駕駛員之家 jsyzj/chexing/c3.html C3駕駛證能開什么車駕駛員之家 jsyzj/chexing/c4.html C4駕駛證能開什么車駕駛員之家 jsyzj/chexing/a1.html A1駕駛證能開什么車駕駛員之家 jsyzj/chexing/a2.html A2駕駛證能開什么車駕駛員之家

2、jsyzj/chexing/a3.html A3駕駛證能開什么車駕駛員之家 jsyzj/chexing/b1.html B1駕駛證能開什么車駕駛員之家 jsyzj/chexing/b2.html B2駕駛證能開什么車一、正確理解光電效應(yīng)中的五組概念一、正確理解光電效應(yīng)中的五組概念1.1.光子與光電子：光子指光在空間傳播時(shí)的每一份能量光子與光電子：光子指光在空間傳播時(shí)的每一份能量, ,光子光子不帶電不帶電, ,光電子是金屬表面受到光照射時(shí)發(fā)射出來(lái)的電子，其光電子是金屬表面受到光照射時(shí)發(fā)射出來(lái)的電子，其本質(zhì)是電子，光子是光電效應(yīng)的因，光電子是果本質(zhì)是電子，光子是光電效應(yīng)的因，光電子是果. .2.2

3、.光電子的動(dòng)能與光電子的最大初動(dòng)能：光照射到金屬表面光電子的動(dòng)能與光電子的最大初動(dòng)能：光照射到金屬表面時(shí)時(shí), ,光子的能量全部被電子吸收，電子吸收了光子的能量光子的能量全部被電子吸收，電子吸收了光子的能量, ,可可能向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)能向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng), ,需克服原子核和其他原子的阻礙而損失一需克服原子核和其他原子的阻礙而損失一部分能量部分能量, ,剩余部分為光電子的初動(dòng)能剩余部分為光電子的初動(dòng)能; ;只有金屬表面的電子只有金屬表面的電子直接向外飛出時(shí)直接向外飛出時(shí), ,只需克服原子核的引力做功只需克服原子核的引力做功, ,才具有最大初才具有最大初動(dòng)能動(dòng)能. .光電子的初動(dòng)能小于或等于光電子的最大初

4、動(dòng)能光電子的初動(dòng)能小于或等于光電子的最大初動(dòng)能. .3.3.光子的能量與入射光的強(qiáng)度：光子的能量即每個(gè)光子的能光子的能量與入射光的強(qiáng)度：光子的能量即每個(gè)光子的能量，其值為量，其值為E=h(E=h(為光子的頻率為光子的頻率) )，其大小由光的頻率決定，其大小由光的頻率決定. .入射光的強(qiáng)度指單位時(shí)間內(nèi)照射到金屬表面單位面積上的總?cè)肷涔獾膹?qiáng)度指單位時(shí)間內(nèi)照射到金屬表面單位面積上的總能量，入射光的強(qiáng)度等于單位時(shí)間內(nèi)光子能量與入射光子數(shù)能量，入射光的強(qiáng)度等于單位時(shí)間內(nèi)光子能量與入射光子數(shù)的乘積的乘積. .4.4.光電流和飽和光電流：金屬板飛出的光電子到達(dá)陽(yáng)極，回光電流和飽和光電流：金屬板飛出的光電子到

5、達(dá)陽(yáng)極，回路中便產(chǎn)生光電流，隨著所加正向電壓的增大，光電流趨于路中便產(chǎn)生光電流，隨著所加正向電壓的增大，光電流趨于一個(gè)飽和值，這個(gè)飽和值是飽和光電流，在一定的光照條件一個(gè)飽和值，這個(gè)飽和值是飽和光電流，在一定的光照條件下，飽和光電流與所加電壓大小無(wú)關(guān)下，飽和光電流與所加電壓大小無(wú)關(guān). .5.5.光的強(qiáng)度與飽和光電流：飽和光電流與入射光強(qiáng)度成正比光的強(qiáng)度與飽和光電流：飽和光電流與入射光強(qiáng)度成正比的規(guī)律是對(duì)頻率相同的光照射金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)而言的，對(duì)的規(guī)律是對(duì)頻率相同的光照射金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)而言的，對(duì)于不同頻率的光，由于每個(gè)光子的能量不同，飽和光電流與于不同頻率的光，由于每個(gè)光子的能量不同，飽和光電

6、流與入射光強(qiáng)度之間沒有簡(jiǎn)單的正比關(guān)系入射光強(qiáng)度之間沒有簡(jiǎn)單的正比關(guān)系. . (1) (1)光電效應(yīng)的實(shí)質(zhì)是光現(xiàn)象轉(zhuǎn)化為電現(xiàn)象光電效應(yīng)的實(shí)質(zhì)是光現(xiàn)象轉(zhuǎn)化為電現(xiàn)象. . (2)(2)發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，飽和光電流與入射光的強(qiáng)度有關(guān)，要明發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，飽和光電流與入射光的強(qiáng)度有關(guān)，要明確不同頻率的光、不同金屬與光電流的對(duì)應(yīng)關(guān)系確不同頻率的光、不同金屬與光電流的對(duì)應(yīng)關(guān)系. .【典例【典例1 1】(2019(2019上海高考上海高考) )根據(jù)愛因斯坦光子說(shuō)，光子能量根據(jù)愛因斯坦光子說(shuō)，光子能量等于等于(h(h為普朗克常量，為普朗克常量，c c、為真空中的光速和波長(zhǎng)為真空中的光速和波長(zhǎng))( )( ) 【解題

7、指導(dǎo)】本題考查光子能量公式和光速公式，光子【解題指導(dǎo)】本題考查光子能量公式和光速公式，光子的能量由頻率決定，頻率又和光速、波長(zhǎng)有關(guān)系的能量由頻率決定，頻率又和光速、波長(zhǎng)有關(guān)系. .chA.h B.h C.h D.c【標(biāo)準(zhǔn)解答】選【標(biāo)準(zhǔn)解答】選A.A.光子的能量光子的能量 所以光子的能量所以光子的能量cEhh ，cEh.【變式訓(xùn)練】一束綠光照射某金屬發(fā)生了光電效應(yīng)，則下列【變式訓(xùn)練】一束綠光照射某金屬發(fā)生了光電效應(yīng)，則下列說(shuō)法正確的是說(shuō)法正確的是( )( )A.A.若增加綠光的照射強(qiáng)度，則逸出的光電子數(shù)增加若增加綠光的照射強(qiáng)度，則逸出的光電子數(shù)增加B.B.若增加綠光的照射強(qiáng)度，則逸出的光電子的最

8、大初動(dòng)能增若增加綠光的照射強(qiáng)度，則逸出的光電子的最大初動(dòng)能增加加C.C.若改用紫光照射，則可能不會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)若改用紫光照射，則可能不會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)D.D.若改用紫光照射，則逸出的光電子的最大初動(dòng)能增加若改用紫光照射，則逸出的光電子的最大初動(dòng)能增加【解析】選【解析】選A A、D.D.光電效應(yīng)的規(guī)律表明：入射光的頻率決定是光電效應(yīng)的規(guī)律表明：入射光的頻率決定是否發(fā)生光電效應(yīng)以及發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)逸出的光電子的最大初否發(fā)生光電效應(yīng)以及發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)逸出的光電子的最大初動(dòng)能的大小動(dòng)能的大小. .當(dāng)入射光的頻率增加后，逸出的光電子的最大初當(dāng)入射光的頻率增加后，逸出的光電子的最大初動(dòng)能也增加，又紫光的頻率高

9、于綠光的頻率動(dòng)能也增加，又紫光的頻率高于綠光的頻率. .而增加光的照射而增加光的照射強(qiáng)度，會(huì)使單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)增加強(qiáng)度，會(huì)使單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)增加. .故正確選項(xiàng)有故正確選項(xiàng)有A A、D.D. 【變式備選】下列關(guān)于光子的說(shuō)法中，正確的選項(xiàng)是【變式備選】下列關(guān)于光子的說(shuō)法中，正確的選項(xiàng)是( )( )A.A.在空間傳播的光不是連續(xù)的，而是一份一份的，每一份叫做在空間傳播的光不是連續(xù)的，而是一份一份的，每一份叫做一個(gè)光子一個(gè)光子B.B.光子的能量由光強(qiáng)決定，光強(qiáng)大，每份光子的能量一定大光子的能量由光強(qiáng)決定，光強(qiáng)大，每份光子的能量一定大C.C.光子的能量由光頻率決定，其能量與它的頻率成正

10、比光子的能量由光頻率決定，其能量與它的頻率成正比D.D.光子可以被電場(chǎng)加速光子可以被電場(chǎng)加速【解析】選【解析】選A A、C.C.按照愛因斯坦的光子說(shuō)，在空間傳播的光不按照愛因斯坦的光子說(shuō)，在空間傳播的光不是連續(xù)的，而是一份一份的，每一份叫做一個(gè)光子，光子的能是連續(xù)的，而是一份一份的，每一份叫做一個(gè)光子，光子的能量量E=h,E=h,與光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，故與光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，故A A、C C正確，正確，B B錯(cuò)誤；光子不帶電，錯(cuò)誤；光子不帶電，不能被電場(chǎng)加速，不能被電場(chǎng)加速，D D錯(cuò)誤錯(cuò)誤. .二、全面理解光電效應(yīng)方程及其規(guī)律二、全面理解光電效應(yīng)方程及其規(guī)律1.1.光電效應(yīng)方程光電效應(yīng)方程Ek=h-W0E

11、k=h-W0的理解的理解(1)(1)式中的式中的EkEk是光電子的最大初動(dòng)能，就某個(gè)光電子而言，其離是光電子的最大初動(dòng)能，就某個(gè)光電子而言，其離開金屬時(shí)剩余動(dòng)能大小可以是開金屬時(shí)剩余動(dòng)能大小可以是0 0EkEk范圍內(nèi)的任何數(shù)值范圍內(nèi)的任何數(shù)值. .(2)(2)光電效應(yīng)方程實(shí)質(zhì)上是能量守恒方程光電效應(yīng)方程實(shí)質(zhì)上是能量守恒方程. .能量為能量為E=hE=h的光子被電子所吸收，電子把這些能量的一部分用的光子被電子所吸收，電子把這些能量的一部分用來(lái)克服金屬表面對(duì)它的吸引，另一部分就是電子離開金屬表面來(lái)克服金屬表面對(duì)它的吸引，另一部分就是電子離開金屬表面時(shí)的動(dòng)能時(shí)的動(dòng)能. .如果克服吸引力做功最少為如果

12、克服吸引力做功最少為W0W0，則電子離開金屬表面，則電子離開金屬表面時(shí)動(dòng)能最大為時(shí)動(dòng)能最大為EkEk，根據(jù)能量守恒定律可知：，根據(jù)能量守恒定律可知：Ek=h-W0.Ek=h-W0.(3)(3)光電效應(yīng)方程包含了產(chǎn)生光電效應(yīng)的條件光電效應(yīng)方程包含了產(chǎn)生光電效應(yīng)的條件. .若發(fā)生光電效應(yīng)，則光電子的最大初動(dòng)能必須大于零，即若發(fā)生光電效應(yīng)，則光電子的最大初動(dòng)能必須大于零，即Ek=h-W0Ek=h-W00 0，亦即，亦即hhW0W0， 恰好是光恰好是光電效應(yīng)的截止頻率電效應(yīng)的截止頻率. .(4)Ekm-(4)Ekm-曲線曲線. .如圖所示是光電子最大如圖所示是光電子最大初動(dòng)能初動(dòng)能EkmEkm隨入射光

13、頻率隨入射光頻率的變化曲線的變化曲線. .這里，橫軸上的截距是截止頻率或極這里，橫軸上的截距是截止頻率或極限頻率；縱軸上的截距是逸出功的負(fù)限頻率；縱軸上的截距是逸出功的負(fù)值；斜率為普朗克常量值；斜率為普朗克常量. .00ccWW,hh 而2.2.光子說(shuō)對(duì)光電效應(yīng)的解釋光子說(shuō)對(duì)光電效應(yīng)的解釋(1)(1)飽和光電流與光強(qiáng)關(guān)系：光越強(qiáng)飽和光電流與光強(qiáng)關(guān)系：光越強(qiáng), ,包含的光子數(shù)越多包含的光子數(shù)越多, ,照射照射金屬時(shí)產(chǎn)生的光電子越多金屬時(shí)產(chǎn)生的光電子越多, ,因而飽和光電流越大因而飽和光電流越大. .所以所以, ,入射光入射光頻率一定時(shí)頻率一定時(shí), ,飽和光電流與光強(qiáng)成正比飽和光電流與光強(qiáng)成正比.

14、 .(2)(2)存在截止頻率和遏止電壓：愛因斯坦光電效應(yīng)方程表明光存在截止頻率和遏止電壓：愛因斯坦光電效應(yīng)方程表明光電子的初動(dòng)能與入射光頻率成線性關(guān)系電子的初動(dòng)能與入射光頻率成線性關(guān)系, ,與光強(qiáng)無(wú)關(guān)與光強(qiáng)無(wú)關(guān), ,所以遏所以遏止電壓由入射光頻率決定，與光強(qiáng)無(wú)關(guān)止電壓由入射光頻率決定，與光強(qiáng)無(wú)關(guān). .光電效應(yīng)方程同時(shí)表光電效應(yīng)方程同時(shí)表明明, ,只有只有hW0hW0時(shí)時(shí), ,才有光電子逸出才有光電子逸出, , 就是光電效應(yīng)的就是光電效應(yīng)的截止頻率截止頻率. .0cWh (3)(3)效應(yīng)具有瞬時(shí)性：電子一次性吸收光子的全部能量效應(yīng)具有瞬時(shí)性：電子一次性吸收光子的全部能量, ,不需不需要積累能量的

15、時(shí)間要積累能量的時(shí)間, ,所以光電效應(yīng)幾乎是瞬時(shí)發(fā)生的所以光電效應(yīng)幾乎是瞬時(shí)發(fā)生的. . (1) (1)逸出功和截止頻率均由金屬本身決定，與其逸出功和截止頻率均由金屬本身決定，與其他因素?zé)o關(guān)他因素?zé)o關(guān).(2).(2)光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻率的增大而光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻率的增大而增大，但不是正比關(guān)系增大，但不是正比關(guān)系. .【典例【典例2 2】(2019(2019四川高考四川高考) )用波長(zhǎng)為用波長(zhǎng)為2.02.010-7 m10-7 m的紫外線的紫外線照射鎢的表面，釋放出來(lái)的光電子中最大的動(dòng)能是照射鎢的表面，釋放出來(lái)的光電子中最大的動(dòng)能是4.74.710-19 J10-19 J，由

16、此可知，鎢的極限頻率是，由此可知，鎢的極限頻率是( (普朗克常量普朗克常量h=6.63h=6.63 10-34 Js10-34 Js，光速，光速c=3.0c=3.0108 m/s108 m/s，結(jié)果取兩位有效數(shù)字，結(jié)果取兩位有效數(shù)字) ) _._.A.5.5A.5.51014 Hz B.7.91014 Hz B.7.91014 Hz 1014 Hz C.9.8C.9.81014 Hz D.1.21014 Hz D.1.21015 Hz1015 Hz 【解題指導(dǎo)】解答本題時(shí)要注意以下兩點(diǎn)：【解題指導(dǎo)】解答本題時(shí)要注意以下兩點(diǎn)：(1)(1)產(chǎn)生光電效應(yīng)時(shí)光子的能量與逸出功的關(guān)系產(chǎn)生光電效應(yīng)時(shí)光子的

17、能量與逸出功的關(guān)系. .(2)(2)根據(jù)光電效應(yīng)方程，求出對(duì)應(yīng)的極限頻率根據(jù)光電效應(yīng)方程，求出對(duì)應(yīng)的極限頻率. .【標(biāo)準(zhǔn)解答】選【標(biāo)準(zhǔn)解答】選B.B.根據(jù)光電效應(yīng)方程根據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm=h-WEkm=h-W，在恰好發(fā)生，在恰好發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)最大初動(dòng)能為光電效應(yīng)時(shí)最大初動(dòng)能為0 0，有，有h0=Wh0=W，且，且c=c=，化簡(jiǎn)得：，化簡(jiǎn)得： 故故B B正確正確. .km14km0chEEc7.9 10 Hzhh ，【規(guī)律方法】【規(guī)律方法】 利用光電效應(yīng)規(guī)律解題的技巧利用光電效應(yīng)規(guī)律解題的技巧應(yīng)用光電效應(yīng)規(guī)律解題應(yīng)當(dāng)明確應(yīng)用光電效應(yīng)規(guī)律解題應(yīng)當(dāng)明確: :1.1.光電效應(yīng)規(guī)律中光電效應(yīng)規(guī)律中“光

18、電流的強(qiáng)度光電流的強(qiáng)度指的是光電流的飽和值指的是光電流的飽和值( (對(duì)應(yīng)從陰極發(fā)射出的電子全部被拉向陽(yáng)極的狀態(tài)對(duì)應(yīng)從陰極發(fā)射出的電子全部被拉向陽(yáng)極的狀態(tài)).).因?yàn)楣怆娨驗(yàn)楣怆娏魑催_(dá)到飽和值之前流未達(dá)到飽和值之前, ,其大小不僅與入射光的強(qiáng)度有關(guān)其大小不僅與入射光的強(qiáng)度有關(guān), ,還與還與光電管兩極間的電壓有關(guān)光電管兩極間的電壓有關(guān), ,只有在光電流達(dá)到飽和值以后才和只有在光電流達(dá)到飽和值以后才和入射光的強(qiáng)度成正比入射光的強(qiáng)度成正比. .2.2.明確兩個(gè)決定關(guān)系明確兩個(gè)決定關(guān)系(1)(1)逸出功逸出功W0W0一定時(shí)一定時(shí), ,入射光的頻率決定著能否產(chǎn)生光電效應(yīng)入射光的頻率決定著能否產(chǎn)生光電效應(yīng)以

19、及光電子的最大初動(dòng)能以及光電子的最大初動(dòng)能. .(2)(2)入射光的頻率一定時(shí)入射光的頻率一定時(shí), ,入射光的強(qiáng)度決定著單位時(shí)間內(nèi)發(fā)入射光的強(qiáng)度決定著單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射出來(lái)的光電子數(shù)射出來(lái)的光電子數(shù). .【變式訓(xùn)練】（【變式訓(xùn)練】（20192019福建高考愛因斯坦因提出了光量子概福建高考愛因斯坦因提出了光量子概念并成功地解釋光電效應(yīng)的規(guī)律而獲得念并成功地解釋光電效應(yīng)的規(guī)律而獲得19211921年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng). .某種金屬逸出光電子的最大初動(dòng)能某種金屬逸出光電子的最大初動(dòng)能EkmEkm與入射光頻率與入射光頻率的關(guān)系如的關(guān)系如圖所示，其中圖所示，其中00為極限頻率為極限頻率. .從圖

20、中可以確定的是從圖中可以確定的是_._.（填（填選項(xiàng)前的字母）選項(xiàng)前的字母）A.A.逸出功與逸出功與有關(guān)有關(guān)B.EkmB.Ekm與入射光強(qiáng)度成正比與入射光強(qiáng)度成正比C.C.當(dāng)當(dāng)00時(shí)，會(huì)逸出光電子時(shí)，會(huì)逸出光電子D.D.圖中直線的斜率與普朗克常量有關(guān)圖中直線的斜率與普朗克常量有關(guān)【解題提示】解答本題時(shí)應(yīng)能讀懂圖象，且應(yīng)理解光電效應(yīng)的【解題提示】解答本題時(shí)應(yīng)能讀懂圖象，且應(yīng)理解光電效應(yīng)的兩個(gè)關(guān)系兩個(gè)關(guān)系. .【解析】選【解析】選D.D.金屬的逸出功與入射光無(wú)關(guān)，金屬的逸出功與入射光無(wú)關(guān)，A A錯(cuò)；光電子的最錯(cuò)；光電子的最大初動(dòng)能與入射光強(qiáng)度無(wú)關(guān)，大初動(dòng)能與入射光強(qiáng)度無(wú)關(guān)，B B錯(cuò)；當(dāng)入射光的頻率

21、小于極限頻錯(cuò)；當(dāng)入射光的頻率小于極限頻率，不能發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，率，不能發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，C C錯(cuò)；據(jù)光電效應(yīng)方程可知圖象的錯(cuò)；據(jù)光電效應(yīng)方程可知圖象的斜率與普朗克常量有關(guān)，斜率與普朗克常量有關(guān)，D D對(duì)對(duì). .三、利用光子說(shuō)解釋康普頓效應(yīng)三、利用光子說(shuō)解釋康普頓效應(yīng)1.1.假定假定X X射線光子與電子發(fā)生射線光子與電子發(fā)生彈性碰撞，這種碰撞跟臺(tái)球彈性碰撞，這種碰撞跟臺(tái)球比賽中的兩球碰撞很相似比賽中的兩球碰撞很相似. .按按照愛因斯坦的光子說(shuō)照愛因斯坦的光子說(shuō), ,一個(gè)一個(gè)X X射線光子不僅具有能量射線光子不僅具有能量E=h,E=h,而且還有動(dòng)量而且還有動(dòng)量. .如下圖如下圖. .這個(gè)光這個(gè)光

22、子與靜止的電子發(fā)生彈性斜碰子與靜止的電子發(fā)生彈性斜碰, ,光子把部分能量轉(zhuǎn)移給了電子光子把部分能量轉(zhuǎn)移給了電子, ,能量由能量由hh減小為減小為h,h,因此頻率減小因此頻率減小, ,波長(zhǎng)增大波長(zhǎng)增大. .同時(shí)同時(shí), ,光子光子還使電子獲得一定的動(dòng)量還使電子獲得一定的動(dòng)量. .這樣就圓滿地解釋了康普頓效應(yīng)這樣就圓滿地解釋了康普頓效應(yīng). .2.2.康普頓效應(yīng)進(jìn)一步揭示了光的粒子性，也再次證明了愛因康普頓效應(yīng)進(jìn)一步揭示了光的粒子性，也再次證明了愛因斯坦光子說(shuō)的正確性斯坦光子說(shuō)的正確性. .【典例【典例3 3】康普頓效應(yīng)證實(shí)了光子不僅具有能量，也有動(dòng)量】康普頓效應(yīng)證實(shí)了光子不僅具有能量，也有動(dòng)量. .

23、如圖給出了光子與靜止電子碰撞后，電子的運(yùn)動(dòng)方向，則碰如圖給出了光子與靜止電子碰撞后，電子的運(yùn)動(dòng)方向，則碰后光子可能沿方向后光子可能沿方向_運(yùn)動(dòng)，并且波長(zhǎng)運(yùn)動(dòng)，并且波長(zhǎng)_(_(選填選填“不不變變”、“變短或變短或“變長(zhǎng)變長(zhǎng)”).). 【解題指導(dǎo)】根據(jù)碰撞過(guò)程中動(dòng)量、能量均守恒以及動(dòng)【解題指導(dǎo)】根據(jù)碰撞過(guò)程中動(dòng)量、能量均守恒以及動(dòng)量是矢量分析此題量是矢量分析此題. .【標(biāo)準(zhǔn)解答】因光子與電子的碰撞過(guò)程動(dòng)量守恒，所以碰撞【標(biāo)準(zhǔn)解答】因光子與電子的碰撞過(guò)程動(dòng)量守恒，所以碰撞之后光子和電子的總動(dòng)量的方向與光子碰前動(dòng)量的方向一致之后光子和電子的總動(dòng)量的方向與光子碰前動(dòng)量的方向一致, ,可見碰后光子運(yùn)動(dòng)的方

24、向可能沿可見碰后光子運(yùn)動(dòng)的方向可能沿1 1方向，不可能沿方向，不可能沿2 2或或3 3方向；方向；通過(guò)碰撞，光子將一部分能量轉(zhuǎn)移給電子，能量減少，由通過(guò)碰撞，光子將一部分能量轉(zhuǎn)移給電子，能量減少，由E=hE=h知，頻率變小，再根據(jù)知，頻率變小，再根據(jù)c=c=知，波長(zhǎng)變長(zhǎng)知，波長(zhǎng)變長(zhǎng). .答案：答案：1 1 變長(zhǎng)變長(zhǎng)【變式訓(xùn)練】假如一個(gè)光子與一個(gè)靜止的電子碰撞，光子并沒【變式訓(xùn)練】假如一個(gè)光子與一個(gè)靜止的電子碰撞，光子并沒有被吸收，只是被電子反彈回來(lái)，散射光子的頻率與原來(lái)光子有被吸收，只是被電子反彈回來(lái)，散射光子的頻率與原來(lái)光子的頻率相比哪個(gè)大？為什么？的頻率相比哪個(gè)大？為什么？【解析】碰撞后光

25、子動(dòng)量減小，而【解析】碰撞后光子動(dòng)量減小，而 所以波長(zhǎng)變大，又所以波長(zhǎng)變大，又由由c=c=知知變小變小. .答案：見解析答案：見解析hp ，【典例】【典例】19051905年是愛因斯坦的年是愛因斯坦的“奇跡之年奇跡之年, ,這一年他先后發(fā)表這一年他先后發(fā)表了三篇具有劃時(shí)代意義的論文了三篇具有劃時(shí)代意義的論文, ,其中關(guān)于光量子的理論成功地解其中關(guān)于光量子的理論成功地解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象. .關(guān)于光電效應(yīng)關(guān)于光電效應(yīng), ,下列說(shuō)法正確的是下列說(shuō)法正確的是( )( )A.A.當(dāng)入射光的頻率低于極限頻率時(shí)當(dāng)入射光的頻率低于極限頻率時(shí), ,不能發(fā)生光電效應(yīng)不能發(fā)生光電效應(yīng)B.B.光電子的

26、最大初動(dòng)能與入射光的頻率成正比光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率成正比C.C.光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度成正比光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度成正比D.D.某單色光照射一金屬時(shí)不發(fā)生光電效應(yīng)某單色光照射一金屬時(shí)不發(fā)生光電效應(yīng), ,改用波長(zhǎng)較短的光照改用波長(zhǎng)較短的光照射該金屬可能發(fā)生光電效應(yīng)射該金屬可能發(fā)生光電效應(yīng)【解題指導(dǎo)】只有入射光子的能量足夠大【解題指導(dǎo)】只有入射光子的能量足夠大( (大于逸出功大于逸出功),),電子電子才能才能“逸出逸出”. .所以能否發(fā)生光電效應(yīng)與光的頻率有關(guān)而與光所以能否發(fā)生光電效應(yīng)與光的頻率有關(guān)而與光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)的強(qiáng)度無(wú)關(guān). .若已經(jīng)發(fā)生光電效應(yīng)若已經(jīng)發(fā)生光電效應(yīng)

27、, ,逸出的光電子數(shù)跟入射光逸出的光電子數(shù)跟入射光的強(qiáng)度成正比的強(qiáng)度成正比. .光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻率的增大而增光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻率的增大而增大大. .【標(biāo)準(zhǔn)解答】選【標(biāo)準(zhǔn)解答】選A A、D.D.根據(jù)光電效應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)規(guī)律根據(jù)光電效應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)規(guī)律, ,只有入只有入射光頻率大于極限頻率才能發(fā)生光電效應(yīng)射光頻率大于極限頻率才能發(fā)生光電效應(yīng), ,故故A A、D D正確；根據(jù)正確；根據(jù)光電效應(yīng)方程光電效應(yīng)方程, ,最大初動(dòng)能與入射光頻率為線性關(guān)系最大初動(dòng)能與入射光頻率為線性關(guān)系, ,但非正但非正比關(guān)系比關(guān)系,B,B錯(cuò)；根據(jù)光電效應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)規(guī)律錯(cuò)；根據(jù)光電效應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)規(guī)律, ,光

28、電子的最大初光電子的最大初動(dòng)能與入射光強(qiáng)度無(wú)關(guān)動(dòng)能與入射光強(qiáng)度無(wú)關(guān),C,C錯(cuò)錯(cuò). .一、選擇題一、選擇題1.1.關(guān)于能量量子化和光的粒子性，下列說(shuō)法正確的是關(guān)于能量量子化和光的粒子性，下列說(shuō)法正確的是( )( )A.A.黑色的物體是黑體黑色的物體是黑體B.B.光電子不是光子，光電子本質(zhì)上是電子光電子不是光子，光電子本質(zhì)上是電子C.C.隨著溫度的升高，黑體的輻射強(qiáng)度都有增加，輻射強(qiáng)度的隨著溫度的升高，黑體的輻射強(qiáng)度都有增加，輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較長(zhǎng)的方向移動(dòng)極大值向波長(zhǎng)較長(zhǎng)的方向移動(dòng)D.D.光子的質(zhì)量是指它的相對(duì)論質(zhì)量，俗稱動(dòng)質(zhì)量，沒有靜止光子的質(zhì)量是指它的相對(duì)論質(zhì)量，俗稱動(dòng)質(zhì)量，沒有靜止質(zhì)量

29、質(zhì)量【解析】選【解析】選B B、D.D.黑色物體并不一定就是黑體，黑體是指能夠黑色物體并不一定就是黑體，黑體是指能夠完全吸收入射的各種波長(zhǎng)的電磁波而不發(fā)生反射的物體；當(dāng)完全吸收入射的各種波長(zhǎng)的電磁波而不發(fā)生反射的物體；當(dāng)照射光的頻率大于某種金屬的極限頻率時(shí)，照射到金屬表面照射光的頻率大于某種金屬的極限頻率時(shí)，照射到金屬表面的光，能使金屬中的電子從其表面逸出，逸出的電子稱為光的光，能使金屬中的電子從其表面逸出，逸出的電子稱為光電子，其本質(zhì)就是電子；對(duì)于黑體輻射，隨著溫度的升高，電子，其本質(zhì)就是電子；對(duì)于黑體輻射，隨著溫度的升高，黑體的輻射強(qiáng)度都有增加，輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的黑體的輻射強(qiáng)度都

30、有增加，輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)；由于光不能靜止下來(lái)，因此光子沒有靜止質(zhì)量，方向移動(dòng)；由于光不能靜止下來(lái)，因此光子沒有靜止質(zhì)量，光子的質(zhì)量是指它的相對(duì)論質(zhì)量，俗稱動(dòng)質(zhì)量光子的質(zhì)量是指它的相對(duì)論質(zhì)量，俗稱動(dòng)質(zhì)量. .故故B B、D D正確正確. .2.2.下列敘述錯(cuò)誤的是下列敘述錯(cuò)誤的是( )( )A.A.一切物體都在輻射電磁波一切物體都在輻射電磁波B.B.一般物體輻射電磁波的情況只與溫度有關(guān)一般物體輻射電磁波的情況只與溫度有關(guān)C.C.黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布只與黑體溫度有關(guān)黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布只與黑體溫度有關(guān)D.D.黑體能夠完全吸收入射的各種波長(zhǎng)的電磁波黑體能夠

31、完全吸收入射的各種波長(zhǎng)的電磁波【解析】選【解析】選B.B.我們周圍的一切物體都在輻射電磁波，故我們周圍的一切物體都在輻射電磁波，故A A正確；正確；根據(jù)熱輻射和黑體輻射的特點(diǎn)知，一般物體輻射電磁波的情根據(jù)熱輻射和黑體輻射的特點(diǎn)知，一般物體輻射電磁波的情況除與溫度有關(guān)外，還與材料種類和表面狀況有關(guān)，而黑體況除與溫度有關(guān)外，還與材料種類和表面狀況有關(guān)，而黑體輻射只與黑體的溫度有關(guān)，輻射只與黑體的溫度有關(guān)，B B錯(cuò)誤，錯(cuò)誤，C C正確；根據(jù)黑體的定義正確；根據(jù)黑體的定義知知D D正確正確. .3.(20193.(2019金華高二檢測(cè)金華高二檢測(cè)) )某種金屬在單色光照射下發(fā)出光電某種金屬在單色光照射

32、下發(fā)出光電子，光電子的最大初動(dòng)能子，光電子的最大初動(dòng)能( )( )A.A.隨照射光強(qiáng)度的增大而增大隨照射光強(qiáng)度的增大而增大B.B.隨照射光頻率的增大而增大隨照射光頻率的增大而增大C.C.隨照射光波長(zhǎng)的增大而增大隨照射光波長(zhǎng)的增大而增大D.D.與照射光的照射時(shí)間無(wú)關(guān)與照射光的照射時(shí)間無(wú)關(guān)【解析】選【解析】選B B、D.D.根據(jù)光電效應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)規(guī)律根據(jù)光電效應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)規(guī)律, ,光電子的最光電子的最大初動(dòng)能隨照射光頻率的增大而增大大初動(dòng)能隨照射光頻率的增大而增大, ,與入射光強(qiáng)度無(wú)關(guān)，入與入射光強(qiáng)度無(wú)關(guān)，入射光的強(qiáng)度只是與光電流有關(guān)；而光子的波長(zhǎng)增大其頻率反射光的強(qiáng)度只是與光電流有關(guān)；而光子的波

33、長(zhǎng)增大其頻率反而減小，能否發(fā)生光電效應(yīng)以及光電子的最大初動(dòng)能與照射而減小，能否發(fā)生光電效應(yīng)以及光電子的最大初動(dòng)能與照射時(shí)間都沒有關(guān)系時(shí)間都沒有關(guān)系. .故選項(xiàng)故選項(xiàng)B B、D D正確正確. .4.4.科學(xué)研究證明，光子有能量也有動(dòng)量，當(dāng)光子與電子碰撞科學(xué)研究證明，光子有能量也有動(dòng)量，當(dāng)光子與電子碰撞時(shí)，光子的一些能量轉(zhuǎn)移給了電子時(shí)，光子的一些能量轉(zhuǎn)移給了電子. .假設(shè)光子與電子碰撞前的假設(shè)光子與電子碰撞前的波長(zhǎng)為波長(zhǎng)為，碰撞后的波長(zhǎng)為，碰撞后的波長(zhǎng)為，則碰撞過(guò)程中，則碰撞過(guò)程中( )( )A.A.能量守恒，動(dòng)量守恒，且能量守恒，動(dòng)量守恒，且=B.B.能量不守恒，動(dòng)量不守恒，且能量不守恒，動(dòng)量不

34、守恒，且=C.C.能量守恒，動(dòng)量守恒，且能量守恒，動(dòng)量守恒，且【解析】選【解析】選C.C.能量守恒和動(dòng)量守恒是自然界的普遍規(guī)律，適能量守恒和動(dòng)量守恒是自然界的普遍規(guī)律，適用于宏觀世界也適用于微觀世界用于宏觀世界也適用于微觀世界. .光子與電子碰撞時(shí)遵循這兩光子與電子碰撞時(shí)遵循這兩個(gè)守恒規(guī)律個(gè)守恒規(guī)律. .光子與電子碰撞前光子的能量光子與電子碰撞前光子的能量 當(dāng)光當(dāng)光子與電子碰撞時(shí)，光子的一些能量轉(zhuǎn)移給了電子，光子的能子與電子碰撞時(shí)，光子的一些能量轉(zhuǎn)移給了電子，光子的能量量 由由EEEE，可知，可知2,WCWD B.12,WCWDWDC.1C.12,WC2,WCWD D.1WD D.12,WC2

35、,WCWDWD【解析】選【解析】選D.D.由題意知，由題意知，A A光光子的能量大于光光子的能量大于B B光光子，根據(jù)光光子，根據(jù) 得得1122；又因?yàn)閱紊?；又因?yàn)閱紊釨 B只能使金屬只能使金屬C C產(chǎn)生光產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，不能使金屬電效應(yīng)現(xiàn)象，不能使金屬D D產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，所以產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，所以WCWCWD,WD,故故正確選項(xiàng)是正確選項(xiàng)是D.D.cEhh, 8.8.研究光電效應(yīng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，以頻率為研究光電效應(yīng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，以頻率為的光的光照射光電管陰極照射光電管陰極K K時(shí)，有光電子產(chǎn)生時(shí)，有光電子產(chǎn)生. .由于光電管由于光電管K K、A A間加的間加的是反

36、向電壓，光電子從陰極是反向電壓，光電子從陰極K K發(fā)射后將向陽(yáng)極發(fā)射后將向陽(yáng)極A A做減速運(yùn)動(dòng)做減速運(yùn)動(dòng). .光光電流電流i i由圖中電流計(jì)由圖中電流計(jì)G G測(cè)出測(cè)出. .反向電壓反向電壓U U由電壓表由電壓表V V測(cè)出，且遏止測(cè)出，且遏止電壓為電壓為U0.U0.在下列表示光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)規(guī)律的圖象中，錯(cuò)誤的選在下列表示光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)規(guī)律的圖象中，錯(cuò)誤的選項(xiàng)是項(xiàng)是( )( )【解析】選【解析】選B.B.當(dāng)反向電壓當(dāng)反向電壓U U和入射光頻率和入射光頻率一定時(shí)，發(fā)生光電一定時(shí)，發(fā)生光電效應(yīng)產(chǎn)生的光電子數(shù)與光強(qiáng)成正比，則單位時(shí)間到達(dá)陽(yáng)極效應(yīng)產(chǎn)生的光電子數(shù)與光強(qiáng)成正比，則單位時(shí)間到達(dá)陽(yáng)極A A的的光電子數(shù)

37、與光強(qiáng)也成正比，故光電流光電子數(shù)與光強(qiáng)也成正比，故光電流i i與光強(qiáng)與光強(qiáng)I I成正比，所以選成正比，所以選項(xiàng)項(xiàng)A A正確正確. .由動(dòng)能定理得由動(dòng)能定理得-eU0=0-Ek-eU0=0-Ek，又因，又因Ek=h-W0Ek=h-W0，所以，所以可知遏止電壓可知遏止電壓U0U0與頻率與頻率是線性關(guān)系，但不是正比例關(guān)系，故是線性關(guān)系，但不是正比例關(guān)系，故選項(xiàng)選項(xiàng)B B錯(cuò)誤錯(cuò)誤. .當(dāng)光強(qiáng)與入射光頻率一定時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)及其當(dāng)光強(qiáng)與入射光頻率一定時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)及其最大初動(dòng)能是一定的，所形成的光電流強(qiáng)度會(huì)隨反向電壓的增最大初動(dòng)能是一定的，所形成的光電流強(qiáng)度會(huì)隨反向電壓的增大而

38、減小，選項(xiàng)大而減小，選項(xiàng)C C正確正確. .根據(jù)光電效應(yīng)的瞬時(shí)性規(guī)律，可知選項(xiàng)根據(jù)光電效應(yīng)的瞬時(shí)性規(guī)律，可知選項(xiàng)D D正確正確. .00WhU,ee 【方法技巧】【方法技巧】 利用光電效應(yīng)規(guī)律解題的技巧利用光電效應(yīng)規(guī)律解題的技巧應(yīng)用光電效應(yīng)規(guī)律解題應(yīng)當(dāng)明確：應(yīng)用光電效應(yīng)規(guī)律解題應(yīng)當(dāng)明確：1.1.光電效應(yīng)規(guī)律中光電效應(yīng)規(guī)律中“光電流的強(qiáng)度光電流的強(qiáng)度指的是光電流的飽和值指的是光電流的飽和值( (對(duì)應(yīng)從陰極發(fā)射出的電子全部被拉向陽(yáng)極的狀態(tài)對(duì)應(yīng)從陰極發(fā)射出的電子全部被拉向陽(yáng)極的狀態(tài)).).因?yàn)楣怆娨驗(yàn)楣怆娏魑催_(dá)到飽和值之前，其大小不僅與入射光的強(qiáng)度有關(guān)，還流未達(dá)到飽和值之前，其大小不僅與入射光的強(qiáng)度

39、有關(guān)，還與光電管兩極間的電壓有關(guān)，只有在光電流達(dá)到飽和值以后與光電管兩極間的電壓有關(guān)，只有在光電流達(dá)到飽和值以后才和入射光的強(qiáng)度成正比才和入射光的強(qiáng)度成正比. .2.2.明確兩個(gè)決定關(guān)系明確兩個(gè)決定關(guān)系(1)(1)逸出功逸出功W0W0一定時(shí)，入射光的頻率決定著能否產(chǎn)生光電效應(yīng)一定時(shí)，入射光的頻率決定著能否產(chǎn)生光電效應(yīng)以及光電子的最大初動(dòng)能以及光電子的最大初動(dòng)能. .(2)(2)入射光的頻率一定時(shí)，入射光的強(qiáng)度決定著單位時(shí)間內(nèi)發(fā)入射光的頻率一定時(shí)，入射光的強(qiáng)度決定著單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射出來(lái)的光電子數(shù)射出來(lái)的光電子數(shù). .二、非選擇題二、非選擇題9.9.（20192019新課標(biāo)全國(guó)卷在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，某金屬的截新課標(biāo)全國(guó)卷在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，某金屬的截止頻率相應(yīng)的波長(zhǎng)為止頻率相應(yīng)的波長(zhǎng)為00，該金屬的逸出功為，該金屬的逸出功為_._.若用波若用波長(zhǎng)為長(zhǎng)為00的單色光做實(shí)驗(yàn)，則其遏止電壓為的單色光做實(shí)驗(yàn)，則其遏止電壓為_._.已知電子的電荷量、真空中的光速和普朗克常量分別為已知電子的電荷量、真空中的光速和普朗克常量分別為e e、c c和和h.h.【解析】由【解析】由W=h0= W=h0= 又又eU=EkeU=Ek，且且Ek=h-WEk=h-W，=所以所以答案：答案：0ch ,c,000hc 11hcU.ee （）（）000chch e （）10.10.如下圖，陰極如下圖，陰極K