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第六章 波粒二象性
鲁科版2019选择性必修三
第1节光电效应及其解释
思考：光究竟是什么？
新课引入
★牛顿的微粒说
★惠更斯的波动说
★麦克斯韦的电磁说
用弧光灯照射擦得很亮的锌板，(注意用导线与不带电的验电器相连），使验电器张角增大到约为 30度时，再用与丝绸摩擦过的玻璃棒去靠近锌板，则验电器的指针张角会变大。
表明锌板在射线照射下失去电子而带正电
一、光电效应
二、二、光电效应的实验规律
1、用不同频率的光照射阴极，并调节光的强度，发现只有某些频率的光可以产生光电效应，不能产生光电效应时，增大光的强度也无效。
这个实验现象说明什么？
存在极限频率
极限频率与什么因素有关呢？
2、保持光的强度不变，调节滑动变阻器，逐渐提高电压，观察到光电流随电压增大而增大，但是增到某一值后，不再随电压升高而变化。这一实验现象说明什么？
存在饱和电流
饱和电流的大小与哪些因素有关？
3、把电源正负极对调，调节滑动变阻器使光电管的电压逐渐增大，实验发现当电压大于某一值时，光电流减为零。这一实验现象说明了什么？
存在遏止电压
遏止电压的大小与什么因素有关？
知识梳理
1.存在极限频率（截止频率）
任何一种金属，都存在极限频率ν0，只有当入射光频率ν>ν0时，才能发生光电效应.
3.光电效应的发生时间：几乎是瞬时发生的。
2.存在饱和电流
当入射光频率ν>ν0时，光电流随入射光强度的增大而增大。
4.存在遏制电压
光电子的最大初动能Ekm与入射光强度无关，只随入射光频率的增大而增大。
爱因斯坦的光子说和光电效应方程
1.光子说(爱因斯坦于1905年提出)
光不仅在发射和吸收时能量是一份一份的，而且光本身就是由一个个不可分割的能量子组成，光的这些能量子叫做光子。即:E＝hν ，ν 表示光的频率，h 叫普朗克常量，
h＝6.63×10-34焦耳·秒
光子能量
逸出功
最大初动能
光电效应方程
三、对光电效应的解释
为什么存在极限频率？
为什么存在饱和电流？
为什么存在遏止电压？
为什么可以瞬间完成？
例1利用光电管研究光电效应实验如图所示，用频率为ν的可见光照射阴极K，电流表中有电流通过，则(　　)
A．用紫外线照射，电流表不一定有电流通过
C．用频率为ν的可见光照射K，当滑动变
阻器的滑动触头移到A端时，电流表中一定无电流通过
D．用频率为ν的可见光照射K，当滑动变阻器的滑动
触头向B端滑动时，电流表示数可能不变
典型例题
例2（2016新课标I）现用某一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生。下列说法正确的是__________。
A．保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大
B．入射光的频率变高，饱和光电流变大
C．入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大
D．保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生
E．遏止电压的大小与入射光的频率有关，与入射光的光强无关
例3如图所示，当电键K断开时，用光子能量为2.5 eV的一束光照射阴极P，发现电流表读数不为零．合上电键，调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于0.60 V时，电流表读数仍不为零．当电压表读数大于或等于0.60 V时，电流表读数为零．由此可知阴极材料的逸出功为(　　)
A．1.9 eV　　　　B．0.6 eV
C．2.5 eV D．3.1 eV
例4.光电效应实验装置示意如图所示．用频率为ν的普通光源照射阴极K，没有发生光电效应．换用同样频率ν的强激光照射阴极K，则发生了光电效应；此时，若加上反向电压U，即将阴极K接电源正极，阳极A接电源负极，在K、A之间就形成了使光电子减速的电场．逐渐增大U，光电流会逐渐减小；当光电流恰好减小到零时，所加反向电压U可能是(其中W为逸出功，h为普朗克常量，e为电子电荷量)(　　)
康普顿效应
光的色散现象很常见。按照波动理论，色散光和入射光的频率应该是一致的。但是康普顿研究X射线通过石墨等物质时，散射射线中有其他波长的X射线，这个现象成为康普顿效应。
如何解释这一现象呢？
光的波粒二象性
光到底是什么？
哪些现象说明光具有波动性？
哪些现象说明光具有粒子性？
什么时候呈现波动性？什么时候呈现粒子性？
例5．关于光的本性，下列说法中正确的是(　　)
A．关于光的本性，牛顿提出“微粒说”．惠更斯提出“波动说”，爱因斯坦提出“光子说”，它们都说明了光的本性
B．光具有波粒二象性是指：既可以把光看成宏观概念上的波，也可以看成微观概念上的粒子
C．光的干涉、衍射现象说明光具有波动性
D．光电效应说明光具有粒子性
例6.科学研究证明，光子有能量也有动量，当光子与电子碰撞时，光子的一些能量转移给了电子．假设光子与电子碰撞前的波长为λ，碰撞后的波长为λ′，则碰撞过程中(　　)
A．能量守恒，动量守恒，且λ＝λ′
B．能量不守恒，动量不守恒，且λ＝λ′
C．能量守恒，动量守恒，且λ<λ′
D．能量守恒，动量守恒，且λ>λ′

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