人教版(新教材)高中物理選擇性必修3學(xué)案：第2節(jié) 光電效應(yīng)

人教版(新教材)高中物理選擇性必修第三冊(cè)PAGEPAGE1第2節(jié)光電效應(yīng)核心素養(yǎng)物理觀念科學(xué)思維1.知道光電效應(yīng)、光電子的概念。2.掌握光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律。3.知道光子說、光電效應(yīng)方程及其意義。4.了解康普頓效應(yīng)及其意義。5.了解光的波粒二象性。體會(huì)并感受科學(xué)家在面對(duì)光電效應(yīng)問題和疑難時(shí)的創(chuàng)新精神。知識(shí)點(diǎn)一光電效應(yīng)及其實(shí)驗(yàn)規(guī)律〖觀圖助學(xué)〗把一塊鋅板連接在驗(yàn)電器上，并使鋅板帶負(fù)電，驗(yàn)電器指針張開。用紫外線燈照射鋅板，觀察驗(yàn)電器指針的變化。這個(gè)現(xiàn)象說明了什么問題？引入光電效應(yīng)1.光電效應(yīng)照射到金屬表面的光，能使金屬中的電子從表面逸出。這個(gè)現(xiàn)象稱為光電效應(yīng)。2.光電子：光電效應(yīng)中發(fā)射出來的電子。3.光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律(1)存在截止頻率：當(dāng)入射光的頻率減小到某一數(shù)值νc時(shí)，已經(jīng)沒有光電子了。νc稱為截止頻率或極限頻率。這就是說，當(dāng)入射光的頻率低于截止頻率時(shí)不發(fā)生光電效應(yīng)。實(shí)驗(yàn)表明，不同金屬的截止頻率不同。換句話說，截止頻率與金屬自身的性質(zhì)有關(guān)。(2)存在著飽和電流：在光的顏色不變的情況下，入射光越強(qiáng)，飽和電流越大。這表明對(duì)于一定顏色的光，入射光越強(qiáng)，單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)越多。(3)存在遏止電壓：使光電流減小到0的反向電壓Uc稱為遏止電壓。遏止電壓的存在意味著光電子具有一定的初速度。同一種金屬對(duì)于一定頻率的光，無論光的強(qiáng)弱如何，遏止電壓都是一樣的。(4)光電效應(yīng)具有瞬時(shí)性：當(dāng)頻率超過截止頻率νc時(shí)，無論入射光怎樣微弱，照到金屬時(shí)會(huì)立即產(chǎn)生光電流。精確測(cè)量表明產(chǎn)生電流的時(shí)間很快，即光電效應(yīng)幾乎是瞬時(shí)發(fā)生的。4.逸出功：使電子脫離某種金屬所做功的最小值。不同金屬的逸出功不同?！妓伎寂袛唷?1)任何頻率的光照射到金屬表面都可以發(fā)生光電效應(yīng)。(×)(2)金屬表面是否發(fā)生光電效應(yīng)與入射光的強(qiáng)弱有關(guān)。(×)(3)入射光照射到金屬表面上時(shí)，光電子幾乎是瞬時(shí)發(fā)射的。(√)知識(shí)點(diǎn)二愛因斯坦的光子說與光電效應(yīng)方程1.光的波動(dòng)說的困難：按照光的波動(dòng)說，當(dāng)光照射到金屬表面時(shí)，金屬中的電子會(huì)從入射光中吸收能量，只有當(dāng)能量積累到一定量時(shí)，電子才能從金屬表面逃逸出來，這無法解釋光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。2.光子說：光不僅在發(fā)射和吸收時(shí)能量是一份一份的，而且光本身就是由一個(gè)個(gè)不可分割的能量子組成的，頻率為ν的光的能量子為hν，這些能量子被稱為光子。3.愛因斯坦的光電效應(yīng)方程(1)表達(dá)式：hν＝Ek＋W0或Ek＝hν－W0。(2)物理意義：金屬中電子吸收一個(gè)光子獲得的能量是hν，這些能量一部分用于克服金屬的逸出功W0，剩下的表現(xiàn)為逸出后電子的最大初動(dòng)能Ek?！妓伎寂袛唷?1)“光子”就是“光電子”的簡稱。(×)(2)光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率成正比。(×)(3)入射光若能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則入射光的強(qiáng)度越大，照射出的光電子越多。(√)知識(shí)點(diǎn)三康普頓效應(yīng)和光的波粒二象性〖思考助學(xué)〗太陽光從小孔射入室內(nèi)時(shí)，我們從側(cè)面可以看到這束光；白天的天空各處都是亮的；宇航員在太空中盡管太陽光耀眼刺目，其他方向的天空卻是黑的，為什么？〖提*示〗在地球上存在著大氣，太陽光經(jīng)微粒散射后傳向各個(gè)方向，而在太空中的真空環(huán)境下光不再散射只向前傳播。1.康普頓效應(yīng)(1)光的散射光子在介質(zhì)中與物質(zhì)微粒相互作用，因而傳播方向發(fā)生改變，這種現(xiàn)象叫作光的散射。(2)康普頓效應(yīng)美國物理學(xué)家康普頓在研究石墨對(duì)X射線的散射時(shí)，發(fā)現(xiàn)在散射的X射線中，除了與入射波長λ0相同的成分外，還有波長大于λ0的成分，這個(gè)現(xiàn)象稱為康普頓效應(yīng)。(3)康普頓效應(yīng)的意義康普頓效應(yīng)表明光子除了具有能量之外，還具有動(dòng)量，深入揭示了光的粒子性的一面。(4)光子的動(dòng)量①表達(dá)式：p＝eq\f(h,λ)。②說明：在康普頓效應(yīng)中，入射光子與晶體中電子碰撞時(shí)，把一部分動(dòng)量轉(zhuǎn)移給電子，光子的動(dòng)量變小。因此，有些光子散射后波長變大。2.光的波粒二象粒(1)光的干涉和衍射現(xiàn)象說明光具有波動(dòng)性，光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)說明光具有粒子性。(2)光子的能量ε＝hν，光子的動(dòng)量p＝eq\f(h,λ)。(3)光子既有粒子的特征，又有波的特征；即光具有波粒二象性?！妓伎寂袛唷?1)光子的動(dòng)量與波長成反比。(√)(2)光子發(fā)生散射時(shí)，其動(dòng)量大小發(fā)生變化，但光子的頻率不發(fā)生變化。(×)(3)有些光子發(fā)生散射后，其波長變大。(√)(1)赫茲最早發(fā)現(xiàn)光電效應(yīng)現(xiàn)象。(2)光電效應(yīng)的實(shí)質(zhì)：光現(xiàn)象eq\o(→,\s\up7(轉(zhuǎn)化為))電現(xiàn)象。(3)定義中光包括不可見光和可見光。(4)使鋅板發(fā)射出電子的光是弧光燈發(fā)出的紫外線。光電子是金屬表面受到光的照射時(shí)發(fā)射出來的電子，其本質(zhì)是電子，光是光電效應(yīng)的“因”光電子是“果”。光電效應(yīng)發(fā)生的條件是：入射光的頻率大于截止頻率。光電流和飽和電流金屬板逸出的光電子到達(dá)陽極，回路中便產(chǎn)生光電流，隨著所加正向電壓的增大，光電流趨于一個(gè)飽和值，這個(gè)飽和值叫飽和電流。遏止電壓與光電子初速度的關(guān)系：由動(dòng)能定理得出eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)＝eUc。光子指光在空間傳播時(shí)的每一份能量，光子不帶電。光電子是金屬表面受到光照射時(shí)吸收了光子能量后發(fā)射出來的電子，其本質(zhì)是電子。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)，光子的能量全部被電子吸收，電子吸收光子的能量，可能向各個(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部分能量，剩余能量為光電子的初動(dòng)能；只有金屬表面的電子直接向外飛出時(shí)，只需克服原子核的引力做功，才具有最大初動(dòng)能。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。愛因斯坦提出了光子說，成功地解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象，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的正確性。波長較短的X射線或γ射線與物質(zhì)微粒相互作用時(shí)產(chǎn)生的康普頓效應(yīng)較明顯。在光的散射中，光子與其他粒子作用過程中遵循動(dòng)量守恒定律與能量守恒定律。核心要點(diǎn)光電效應(yīng)現(xiàn)象及其實(shí)驗(yàn)規(guī)律〖觀察探究〗如圖甲是研究光電效應(yīng)現(xiàn)象的裝置圖，圖乙是研究光電效應(yīng)的電路圖，請(qǐng)結(jié)合裝置圖及產(chǎn)生的現(xiàn)象回答下列問題：(1)在甲圖中發(fā)現(xiàn)，利用紫外線照射鋅板無論光的強(qiáng)度如何變化，驗(yàn)電器都有張角，而用紅光照射鋅板，無論光的強(qiáng)度如何變化，驗(yàn)電器總無張角，這說明了什么？(2)在乙圖中光電管兩端加正向電壓，用一定強(qiáng)度的光照射時(shí)，若增加電壓，電流表示數(shù)不變，而光強(qiáng)增加時(shí)，同樣電壓，電流表示數(shù)會(huì)增大，這說明了什么？(3)在乙圖中若加反向電壓，當(dāng)光強(qiáng)增大時(shí)，遏止電壓(使光電流減小到0的反向電壓)不變，而入射光的頻率增加時(shí)，遏止電壓卻增加，這一現(xiàn)象說明了什么？(4)光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)表明，發(fā)射電子的能量與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，而與光的頻率有關(guān)，試用光子說分析其原因?！即鸢浮?1)金屬能否發(fā)生光電效應(yīng)，決定于入射光的頻率，與入射光的強(qiáng)度無關(guān)。(2)發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，當(dāng)入射光頻率不變時(shí)，單位時(shí)間飛出的光電子個(gè)數(shù)只與光的強(qiáng)度有關(guān)。(3)光電子的能量與入射光頻率有關(guān)，與光的強(qiáng)度無關(guān)。(4)由于光的能量是一份一份的，那么金屬中的電子也只能一份一份地吸收光子的能量，而且傳遞能量的過程只能是一個(gè)光子對(duì)應(yīng)一個(gè)電子的行為。如果光的頻率低于截止頻率，則光子提供給電子的能量不足以克服原來的束縛，就不能發(fā)生光電效應(yīng)。而當(dāng)光的頻率高于截止頻率時(shí)，能量傳遞給電子以后，電子擺脫束縛要消耗一部分能量，剩余的能量以光電子的動(dòng)能形式存在?！继骄繗w納〗1.光電效應(yīng)的實(shí)質(zhì)：光現(xiàn)象eq\o(→,\s\up7(轉(zhuǎn)化為))電現(xiàn)象。2.光電效應(yīng)中的光包括不可見光和可見光。3.光電子：光電效應(yīng)中發(fā)射出來的電子，其本質(zhì)還是電子。4.能不能發(fā)生光電效應(yīng)由入射光的頻率決定，與入射光的強(qiáng)度無關(guān)。5.發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，在光的顏色不變的情況下，入射光越強(qiáng)，單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出的光電子數(shù)越多。6.光的強(qiáng)度與飽和電流：飽和電流與光強(qiáng)有關(guān)，與所加的正向電壓大小無關(guān)。飽和電流與入射光強(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)于不同頻率的光，由于每個(gè)光子的能量不同，飽和電流與入射光強(qiáng)度之間不是簡單的正比關(guān)系。〖試題案例〗〖例1〗(多選)現(xiàn)用某一光電管進(jìn)行光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，當(dāng)用某一頻率的光入射時(shí)，有光電流產(chǎn)生。下列說法正確的是()A.保持入射光的頻率不變，入射光的光強(qiáng)變大，飽和電流變大B.入射光的頻率變高，飽和電流變大C.入射光的頻率變高，光電子的最大初動(dòng)能變大D.保持入射光的光強(qiáng)不變，不斷減小入射光的頻率，始終有光電流產(chǎn)生〖解析〗保持入射光的頻率不變，入射光的光強(qiáng)變大，單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子變多，飽和電流變大，A正確；據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程hν＝eq\f(1,2)mv2＋W0可知，入射光的頻率變高，光電子的最大初動(dòng)能變大，飽和電流不變，B錯(cuò)誤，C正確；當(dāng)hν<W0時(shí)沒有光電流產(chǎn)生，D錯(cuò)誤?！即鸢浮紸C〖針對(duì)訓(xùn)練1〗(多選)用某種色光照射到金屬表面時(shí)，金屬表面有光電子飛出，如果光的強(qiáng)度減弱而頻率不變，則()A.光的強(qiáng)度減弱到某一最低數(shù)值時(shí)，仍有光電子飛出B.光的強(qiáng)度減弱到某一最低數(shù)值時(shí)，就沒有光電子飛出C.單位時(shí)間內(nèi)飛出的光電子數(shù)目減少D.單位時(shí)間內(nèi)飛出的光電子數(shù)目不變〖解析〗發(fā)生光電效應(yīng)的條件是入射光的頻率大于截止頻率，若入射光的頻率不變，仍然能發(fā)生光電效應(yīng)，故A正確，B錯(cuò)誤；光的強(qiáng)弱只影響單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出光電子的數(shù)目，光的強(qiáng)度減弱，則單位時(shí)間內(nèi)飛出的光電子數(shù)目減少，故C正確，D錯(cuò)誤?！即鸢浮紸C核心要點(diǎn)光電效應(yīng)方程的理解和應(yīng)用〖問題探究〗用如圖所示的裝置研究光電效應(yīng)現(xiàn)象。用光子能量為2.75eV的光照射到光電管上時(shí)發(fā)生了光電效應(yīng)，電流表的示數(shù)不為零；移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表的示數(shù)大于或等于1.7V時(shí)，電流表示數(shù)為0。(1)光電子的最大初動(dòng)能是多少？遏止電壓為多少？(2)光電管陰極的逸出功又是多少？(3)當(dāng)滑片向a端滑動(dòng)時(shí)，光電流變大還是變小？(4)當(dāng)入射光的頻率增大時(shí)，光電子最大初動(dòng)能如何變化？遏止電壓呢？〖答案〗(1)1.7eV1.7V(2)W0＝hν－eq\f(1,2)mv2＝2.75eV－1.7eV＝1.05eV(3)變大(4)變大變大〖探究歸納〗1.三個(gè)關(guān)系(1)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0。(2)光電子的最大初動(dòng)能Ek可以利用光電管實(shí)驗(yàn)的方法測(cè)得，即Ek＝eUc，其中Uc是遏止電壓，即光電流剛好為0時(shí)的反向電壓。(3)光電效應(yīng)方程中的W0為逸出功，它與極限頻率νc的關(guān)系是W0＝hνc。2.四類圖像圖像名稱圖線形狀讀取信息最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系圖線①截止頻率(極限頻率)：橫軸截距②逸出功：縱軸截距的絕對(duì)值W0＝|－E|＝E③普朗克常量：圖線的斜率k＝h遏止電壓Uc與入射光頻率ν的關(guān)系圖線①截止頻率νc：橫軸截距②遏止電壓Uc：隨入射光頻率的增大而增大③普朗克常量h：等于圖線的斜率與電子電荷量的乘積，即h＝ke顏色相同、強(qiáng)度不同的光，光電流與電壓的關(guān)系①遏止電壓Uc：橫軸截距②飽和電流Im：電流的最大值③最大初動(dòng)能：Ekm＝eUc顏色不同時(shí)，光電流與電壓的關(guān)系①遏止電壓Uc1、Uc2②飽和電流③最大初動(dòng)能Ek1＝eUc1，Ek2＝eUc2〖試題案例〗〖例2〗(2019·北京卷，19)光電管是一種利用光照射產(chǎn)生電流的裝置，當(dāng)入射光照在管中金屬板上時(shí)，可能形成光電流。表中給出了6次實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。組次入射光子的能量/eV相對(duì)光強(qiáng)光電流大小/mA逸出光電子的最大動(dòng)能/eV第一組1234.04.04.0弱中強(qiáng)2943600.90.90.9第二組4566.06.06.0弱中強(qiáng)2740552.92.92.9由表中數(shù)據(jù)得出的論斷中不正確的是()A.兩組實(shí)驗(yàn)采用了不同頻率的入射光B.兩組實(shí)驗(yàn)所用的金屬板材質(zhì)不同C.若入射光子的能量為5.0eV，逸出光電子的最大動(dòng)能為1.9eVD.若入射光子的能量為5.0eV，相對(duì)光強(qiáng)越強(qiáng)，光電流越大〖解析〗由題表格中數(shù)據(jù)可知，兩組實(shí)驗(yàn)所用的入射光的能量不同，由公式E＝hν可知，兩組實(shí)驗(yàn)中所用的入射光的頻率不同，故A正確；設(shè)金屬的逸出功為W0，由愛因斯坦質(zhì)能方程Ek＝hν－W0可得，第一組實(shí)驗(yàn)：0.9eV＝4.0eV－W01，第二組實(shí)驗(yàn)：2.9eV＝6.0eV－W02，解得，W01＝W02＝3.1eV，即兩種材料的逸出功相同，故材料相同，故B錯(cuò)誤；由愛因斯坦質(zhì)能方程Ek＝hν－W0可得Ek＝(5.0－3.1)eV＝1.9eV，故C正確；由題表格中數(shù)據(jù)可知，入射光能量相同時(shí)，相對(duì)光強(qiáng)越強(qiáng)，光電流越大，故D正確?！即鸢浮紹〖例3〗用如圖甲所示的裝置研究光電效應(yīng)現(xiàn)象。閉合開關(guān)S，用頻率為ν的光照射光電管時(shí)發(fā)生了光電效應(yīng)。圖乙是該光電管發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)光電子的最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系圖像，圖線與橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為(a，0)，與縱軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為(0，－b)，下列說法中正確的是()A.普朗克常量為h＝eq\f(a,b)B.斷開開關(guān)S后，電流表G的示數(shù)不為零C.僅增加照射光的強(qiáng)度，光電子的最大初動(dòng)能將增大D.保持照射光強(qiáng)度不變，僅提高照射光頻率，電流表G的示數(shù)保持不變〖解析〗由hν＝W0＋Ek，變形得Ek＝hν－W0，可知圖線的斜率為普朗克常量，即h＝eq\f(b,a)，故A錯(cuò)誤；斷開開關(guān)S后，初動(dòng)能大的光電子，也可能達(dá)到陽極，所以電流表G的示數(shù)不為零，故B正確；只有增大入射光的頻率，才能增大光電子的最大初動(dòng)能，與光的強(qiáng)度無關(guān)，故C錯(cuò)誤；保持照射光強(qiáng)度不變，僅提高照射光頻率，單個(gè)光子的能量增大，而光的強(qiáng)度不變，那么單位時(shí)間內(nèi)的光子數(shù)一定減少，發(fā)出的光電子數(shù)也減少，電流表G的示數(shù)要減小，故D錯(cuò)誤?！即鸢浮紹〖針對(duì)訓(xùn)練2〗(多選)如圖所示是某金屬在光的照射下，光電子最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系圖像，由圖像可知()A.該金屬的逸出功等于EB.該金屬的逸出功等于hν0C.入射光的頻率為ν0時(shí)，產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為ED.入射光的頻率為2ν0時(shí)，產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為2E〖解析〗題中圖像反映了光電子的最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系，根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0，知當(dāng)入射光的頻率恰為該金屬的截止頻率ν0時(shí)，光電子的最大初動(dòng)能Ek＝0，此時(shí)有hν0＝W0，即該金屬的逸出功等于hν0，選項(xiàng)B正確；根據(jù)圖線的物理意義，有W0＝E，故選項(xiàng)A正確，C、D錯(cuò)誤?！即鸢浮紸B核心要點(diǎn)對(duì)康普頓效應(yīng)的理解〖要點(diǎn)歸納〗1.光的散射：光在介質(zhì)中與物質(zhì)粒子相互作用，因而傳播方向發(fā)生改變，這種現(xiàn)象叫作光的散射。2.康普頓效應(yīng)：美國物理學(xué)家康普頓在研究石墨對(duì)X射線的散射時(shí)，發(fā)現(xiàn)在散射的X射線中，除了與入射波長λ0相同的成分外，還有波長大于λ0的成分，這個(gè)現(xiàn)象稱為康普頓效應(yīng)。3.經(jīng)典物理的理論無法解釋康普頓效應(yīng)按照經(jīng)典物理的理論，由于光是電磁振動(dòng)的傳播，入射光將引起物質(zhì)內(nèi)部帶電粒子的受迫振動(dòng)，振動(dòng)著的帶電粒子從入射光吸收能量，并向四周輻射，這就是散射光。散射光的頻率應(yīng)該等于帶電粒子受迫振動(dòng)的頻率，也就是入射光的頻率。因而散射光的波長與入射光的波長應(yīng)該相同，不會(huì)出現(xiàn)λ>λ0的散射光。4.用光子說解釋康普頓效應(yīng)康普頓認(rèn)為X射線的光子不僅具有能量，也像其他粒子那樣具有動(dòng)量，X射線的光子與晶體中的電子碰撞時(shí)要遵守能量守恒定律和動(dòng)量守恒定律，求解這些方程，可以得出散射光波長的變化量Δλ，理論結(jié)果與實(shí)驗(yàn)符合得很好。如圖為X射線的光子與石墨中電子碰撞前后狀態(tài)的示意圖。5.光子的動(dòng)量狹義相對(duì)論告訴我們，質(zhì)量m和能量E有簡單的對(duì)應(yīng)關(guān)系：E＝mc2,一個(gè)光子的能量是hν，所以它的質(zhì)量是m＝eq\f(hν,c2)，借用質(zhì)子、電子等粒子動(dòng)量的定義：動(dòng)量＝質(zhì)量×速度，可得光子的動(dòng)量。溫馨〖提*示〗光子的靜質(zhì)量為零，這里所說光子質(zhì)量是光子的相對(duì)質(zhì)量。p＝mc＝eq\f(hν,c2)·c＝eq\f(hν,c)＝eq\f(h,λ)。在康普頓效應(yīng)中，入射光子與晶體中電子碰撞時(shí)，把一部分動(dòng)量轉(zhuǎn)移給電子，光子的動(dòng)量變小。由p＝eq\f(h,λ)知?jiǎng)恿繙p小意味著波長變大?！荚囶}案例〗〖例4〗康普頓效應(yīng)證實(shí)了光子不僅具有能量，也具有動(dòng)量，如圖給出了光子與靜止電子碰撞后電子的運(yùn)動(dòng)方向，則碰撞后光子可能沿________(填“1”“2”或“3”)方向運(yùn)動(dòng)，并且波長________(填“不變”“變短”或“變長”)?！冀馕觥揭?yàn)楣庾优c電子碰撞過程中動(dòng)量守恒，所以碰撞之后光子和電子的總動(dòng)量的方向與光子碰撞前的方向一致，可見碰撞后光子的方向可能沿1方向，不可能沿2或3方向；通過碰撞，光子將一部分能量轉(zhuǎn)移給電子，能量減少，由E＝hν知，頻率變小，再根據(jù)c＝λν知，波長變長?！即鸢浮?變長〖針對(duì)訓(xùn)練3〗A、B兩種光子的能量之比為2∶1，它們都能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)，且所產(chǎn)生的光電子最大初動(dòng)能分別為EA、EB。求A、B兩種光子的動(dòng)量之比和該金屬的逸出功?！冀馕觥焦庾幽芰喀牛絟ν，動(dòng)量p＝eq\f(h,λ)，且ν＝eq\f(c,λ)，得p＝eq\f(ε,c)，則pA∶pB＝2∶1。A照射時(shí)，光電子的最大初動(dòng)能EA＝εA－W0。同理，EB＝εB－W0，解得W0＝EA－2EB?！即鸢浮?∶1EA－2EB核心要點(diǎn)光的波粒二象性〖要點(diǎn)歸納〗對(duì)光的波粒二象性的理解實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)表現(xiàn)說明光的波動(dòng)性干涉和衍射(1)光子在空間各點(diǎn)出現(xiàn)的可能性大小可用波動(dòng)規(guī)律來描述(2)足夠能量的光在傳播時(shí)，表現(xiàn)出波的性質(zhì)(1)光的波動(dòng)性是光子本身的一種屬性，不是光子之間相互作用產(chǎn)生的(2)光的波動(dòng)性不同于宏觀觀念的波光的粒子性光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)(1)當(dāng)光同物質(zhì)發(fā)生作用時(shí)，這種作用是“一份一份”進(jìn)行的，表現(xiàn)出粒子的性質(zhì)(2)少量或個(gè)別光子容易顯示出光的粒子性(1)粒子的含義是“不連續(xù)”“一份一份”的(2)光子不同于宏觀觀念的粒子〖試題案例〗〖例5〗(多選)關(guān)于光的波粒二象性，下列理解正確的是()A.高頻光是粒子，低頻光是波B.大量的光子往往表現(xiàn)出波動(dòng)性，個(gè)別光子往往表現(xiàn)出粒子性C.波粒二象性是光的屬性，只是有時(shí)它的波動(dòng)性顯著，有時(shí)它的粒子性顯著D.光在傳播時(shí)是波，而與物質(zhì)發(fā)生相互作用時(shí)轉(zhuǎn)變成粒子〖解析〗波粒二象性是光所具有的性質(zhì)，在不同的情況下有不同的表現(xiàn)：大量的光子往往表現(xiàn)出波動(dòng)性，個(gè)別光子往往表現(xiàn)出粒子性；光在傳播過程中通常表現(xiàn)為波動(dòng)性，在與物質(zhì)發(fā)生相互作用時(shí)通常表現(xiàn)為粒子性。〖答案〗BC〖針對(duì)訓(xùn)練4〗關(guān)于光的波粒二象性，下列說法中正確的是()A.光子說完全否定了波動(dòng)說B.光的波粒二象性是指光和經(jīng)典的波與粒子很相似C.光的波動(dòng)說和光子說都有其正確性，但又都是不完善的，都有不能解釋的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象D.光的波粒二象性是指光要么具有波動(dòng)性，要么具有粒子性，而不是同時(shí)具有波動(dòng)性和粒子性〖解析〗光子說的確立，沒有完全否定了波動(dòng)說，使人們對(duì)光的本性認(rèn)識(shí)更完善，光既具有波動(dòng)性，又同時(shí)具有粒子性，光具有波粒二象性，故A、D錯(cuò)誤；光的波粒二象性，與宏觀概念中的波不同，與微觀概念中的粒子也不相同，故B錯(cuò)誤；波動(dòng)說和粒子說都有其正確性，但又都是不完善的，都有其不能解釋的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，故C正確?！即鸢浮紺1.(對(duì)光電效應(yīng)現(xiàn)象的理解)(多選)如圖所示，用弧光燈照射擦得很亮的鋅板，驗(yàn)電器指針張開一個(gè)角度，則下列說法中正確的是()A.用紫外線照射鋅板，驗(yàn)電器指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)B.用紅光照射鋅板，驗(yàn)電器指針一定會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)C.鋅板帶的是負(fù)電荷D.使驗(yàn)電器指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的是正電荷〖解析〗將擦得很亮的鋅板與驗(yàn)電器連接，用弧光燈照射鋅板(弧光燈可以發(fā)出紫外線)，驗(yàn)電器指針張開一個(gè)角度，說明鋅板帶了電，進(jìn)一步研究表明鋅板帶正電。這說明在紫外線的照射下，鋅板中有一部分自由電子從表面飛出，鋅板帶正電，選項(xiàng)A、D正確，C錯(cuò)誤；紅光的頻率低于紫外線的頻率，不一定能使鋅板發(fā)生光電效應(yīng)，B錯(cuò)誤?！即鸢浮紸D2.(光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)及規(guī)律)入射光照射到某金屬表面上發(fā)生光電效應(yīng)，若入射光的強(qiáng)度減弱，而頻率保持不變，那么()A.從光照至金屬表面上到發(fā)射出光電子之間的時(shí)間間隔將明顯增加B.逸出的光電子的最大初動(dòng)能將減小C.單位時(shí)間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)目將減少D.有可能不發(fā)生光電效應(yīng)〖解析〗發(fā)生光電效應(yīng)幾乎是瞬時(shí)的，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；入射光的強(qiáng)度減弱，說明單位時(shí)間內(nèi)的入射光子數(shù)目減少，頻率不變，說明光子能量不變，逸出的光電子的最大初動(dòng)能也就不變，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；入射光子的數(shù)目減少，逸出的光電子數(shù)目也就減少，故選項(xiàng)C正確；入射光照射到某金屬上發(fā)生光電效應(yīng)，說明入射光頻率不低于這種金屬的極限頻率，入射光的強(qiáng)度減弱而頻率不變，同樣