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第2节　光电效应
(分值：100分)
选择题1～9题，每小题8分，共72分。
对点题组练
题组一　光电效应现象及实验规律
1.(多选)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(　　)
保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和电流变大
入射光的频率变高，饱和电流变大
入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大
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
2.用如图所示的装置研究光电效应现象，当用某种频率的光照射到光电管上时，电流表的读数为I。则(　　)
将开关S断开，也会有电流流过电流表
将滑动变阻器的滑片c向a移动，光电子到达阳极时的速度必将变小
如果减小入射光的光强，光电管中可能不会有光电子产生
如果将电池极性反转，光电管中可能不会有光电子产生
题组二　爱因斯坦的光电效应理论
3.运用光子说对下列光电效应现象进行解释，可以得出的正确结论是(　　)
当光照时间增大为原来的2倍时，光电流的大小也增大为原来的2倍
当入射光频率增大为原来的2倍时，光电子的最大初动能也增大为原来的2倍
当入射光波长增大为原来的2倍时，光电子的最大初动能也增大为原来的2倍
当入射光强度增大为原来的2倍时，单位时间内产生的光电子数目也增大为原来的2倍
4.(多选)(2024·河北保定市高二期末)用波长为λ和3λ的光照射同一种金属，分别产生的速度最大的光电子速度之比为3∶1，普朗克常量和真空中光速分别用h和c表示，那么下列说法正确的有(　　)
该种金属的逸出功为
该种金属的逸出功为
波长超过4λ的光都不能使该金属发生光电效应
波长超过3λ的光都不能使该金属发生光电效应
5.(多选)利用如图所示的电路研究光电效应现象，其中电极K由金属钾制成，其逸出功为2.25 eV。用某一频率的光照射时，逸出光电子的最大初动能为1.50 eV，电流表的示数为I。已知普朗克常量约为6.63×10－34 J·s。下列说法中正确的是(　　)
金属钾发生光电效应的极限频率约为5.43×1014 Hz
若入射光频率加倍，光电子的最大初动能变为3.00 eV
若入射光频率加倍，电流表的示数变为2I
若入射光频率加倍，遏止电压的大小将变为5.25 V
6.如图甲所示，闭合开关S，用不同频率的单色光照射光电管K极时，得到如图乙所示的光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图像，图线与横轴的交点坐标为(a，0)。已知me为光电子的质量，普朗克常量为h。下列说法中正确的是 (　　)
入射光频率大于a时，光电流和入射光频率成正比
增大入射光强度时，可以增大光电子的能量
Ek－ν图像的纵截距为ah
发生光电效应时，光电子的最大初速度为
题组三　康普顿效应和光的波粒二象性
7.(多选)频率为ν的光子，具有的能量为hν，动量为，将这个光子打在处于静止状态的电子上，光子将偏离原运动方向，这种现象称为光子的散射，下列关于光子散射的说法正确的是(　　)
光子改变原来的运动方向，传播速度变小
光子由于在与电子碰撞中获得能量，因而频率增大
由于受到电子碰撞，散射后的光子波长大于入射光子的波长
由于受到电子碰撞，散射后的光子频率小于入射光子的频率
8.(多选)关于光的波粒二象性，下列理解正确的是(　　)
高频光是粒子，低频光是波
大量的光子往往表现出波动性，个别光子往往表现出粒子性
波粒二象性是光的属性，只是有时它的波动性显著，有时它的粒子性显著
光在传播时是波，而与物质发生相互作用时转变成粒子
综合提升练
9.(多选)图中四幅图涉及光的粒子性和波动性，其中说法正确的是(　　)
图甲的光电效应实验说明光具有波粒二象性
图乙说明，在光电效应中，同一单色入射光越强，饱和电流越大
图丙的“泊松亮斑”说明光具有波动性，是光通过小圆孔时发生衍射形成的
图丁的康普顿效应表明光子具有动量，揭示了光的粒子性的一面
10.(14分)我国中微子探测实验利用光电管把光信号转换成电信号。如图所示，A和K分别是光电管的阳极和阴极，加在A、K之间的电压为U。现用发光功率为P的激光器发出频率为ν的光全部照射在K上，回路中形成电流。已知阴极K材料的逸出功为W0，普朗克常量为h，电子电荷量为e。
(1)(7分)求光电子到达A时的最大动能Ekm；
(2)(7分)若每入射N个光子会产生1个光电子，所有的光电子都能到达A，求回路的电流I。
培优加强练
11.(14分)如图甲所示是研究光电效应规律的光电管。用波长λ＝0.50 μm的绿光照射阴极K，实验测得流过G表的电流I与A、K之间的电势差UAK满足如图乙所示规律，取h＝6.63×10－34 J·s。结合图像，求(以下所求结果均保留2位有效数字)：
(1)(4分)每秒钟阴极发射的光电子数；
(2)(5分)光电子飞出阴极K时的最大动能；
(3)(5分)该阴极材料的极限频率。
第2节　光电效应
1.AC　[产生光电效应时，光的强度越大，单位时间内逸出的光电子数越多，饱和电流越大，选项A正确；饱和电流大小与入射光的频率无关，选项B错误；光电子的最大初动能随入射光频率的增加而增加，与入射光的强度无关，选项C正确；减小入射光的频率，若低于极限频率，则不能发生光电效应，没有光电流产生，选项D错误。]
2.A　[开关S断开，由于仍能发生光电效应，光电子仍能到达阳极，也会有电流流过电流表，故A正确；将滑动变阻器的滑片c向a移动，所加正向电压增大，则光电子到达阳极时的速度必将变大，故B错误；只要光的频率不变，就能发生光电效应，即光电管中有光电子产生，故C错误；将电池极性反转，光电管中仍然有光电子产生，只是电流表读数可能为零，故D错误。]
3.D　[根据爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0可知，当入射光频率增大为原来的2倍时，产生光电子的最大初动能大于原来的两倍，当入射光波长增大为原来的2倍时，光电子的最大初动能减小，光电流的大小与光照时间无关，故A、B、C错误；当入射光强度增大为原来的2倍时，单位时间内照射到金属表面的光子数是原来的2倍，所以单位时间内产生的光电子数目也增大为原来的2倍，故D正确。]
4.BC　[根据光电效应方程可知mev＝－W0，mev＝－W0，其中vm1∶vm2＝3∶1，解得W0＝，选项A错误，B正确；因为波长为4λ的光恰能使该金属发生光电效应，则波长超过4λ的光都不能使该金属发生光电效应，选项C正确，D错误。]
5.AD　[由W0＝hνc可知νc＝5.43×1014 Hz，故A正确；由爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0，可知入射光频率加倍，光电子的最大初动能大于3.00 eV，故B错误；饱和电流的大小由单位时间内照射在阴极K的光子数决定，入射光频率加倍，单位时间内照射在阴极K的光子数不一定加倍，电流变化情况不确定，故C错误；入射光频率加倍，有Ek1＝2hν－W0，又Ek1＝eUc，解得Uc＝5.25 V，故D正确。]
6.D　[光电流由入射光的强度决定，不随入射光频率的变化而变化，A错误；对于同一种金属，光电子的能量只与入射光的频率有关，而与入射光的强弱无关，B错误；设纵截距为b，根据Ek＝mev2＝hν－W0可知，Ek－ν图像的斜率为k＝h＝－，W0＝－b，解得b＝－ah，v＝，C错误，D正确。]
7.CD　[碰撞后光子改变原来的运动方向，但传播速度不变，A错误；光子由于在与电子碰撞中损失能量，因而频率减小，即ν＞ν′，再由c＝λ1ν＝λ2ν′，得到λ1＜λ2，B错误，C、D正确。]
8.BC　[波粒二象性是光所具有的性质，在不同的情况下有不同的表现：大量的光子往往表现出波动性，个别光子往往表现出粒子性；光在传播过程中通常表现为波动性，在与物质发生相互作用时通常表现为粒子性，故选项B、C正确。]
9.BD　[题图甲的光电效应实验说明光具有粒子性，选项A错误；题图乙中，黄光的强度越大，饱和电流越大，即说明在光电效应中，同一单色入射光越强，饱和电流越大，选项B正确；题图丙的泊松亮斑说明光具有波动性，是光通过小圆板时发生衍射形成的，选项C错误；题图丁的康普顿效应表明光子具有动量，揭示了光的粒子性的一面，选项D正确。]
10.(1)eU＋hν－W0　(2)
解析　(1)根据光电效应方程，光电子离开K极的最大初动能
Ek＝hν－W0
光电子从K极到A极，由动能定理得
eU＝Ekm－Ek
联立得Ekm＝eU＋hν－W0。
(2)t时间内，激光器发光的总功W＝Pt
到达K极的光子总数N0＝
逸出的电子总数Ne＝
回路的电流为I＝
联立解得I＝。
11.(1)4.0×1012个　(2)9.6×10－20 J　(3)4.6×1014 Hz
解析　(1)每秒发射的光电子个数
n＝＝个＝4.0×1012个。
(2)光电子飞出阴极K时的最大初动能
Ek＝eUc＝0.6 eV＝9.6×10－20 J。
(3)由光电效应方程可得Ek＝h－hν0，
代入数据可得该阴极材料的极限频率ν0＝4.6 ×1014Hz。第2节　光电效应
学习目标　1.知道光电效应现象，了解光电效应的实验规律。 2.知道光电效应与电磁理论的矛盾。 3.理解爱因斯坦光子说及对光电效应的解释，会用光电效应方程解决一些简单的问题。
知识点一　光电效应的实验规律及经典解释中的疑难
如图所示，紫外线照射锌板后，验电器指针张开说明了什么？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.光电效应现象
（1）光电效应：照射到金属表面的光，能使金属中的　　　　　　从表面逸出的现象。
（2）光电子：光电效应中发射出来的　　　　。
2.光电效应的实验规律
（1）存在　　　　　　　　：当入射光的频率　　　　某一数值νc时不发生光电效应。
实验表明，不同金属的截止频率　　　　　　。换句话说，截止频率与金属　　　　　　 有关。
（2）存在　　　　　　　　：在光照条件不变的情况下，随着所加电压的增大，光电流趋于一个饱和值。频率不变时，入射光越强，饱和电流　　　　。
这表明对于一定频率（颜色）的光，入射光　　　　，单位时间内发射的光电子数　　　　　。
（3）存在　　　　　　　　：使光电流减小到　　　　　　的反向电压Uc，且满足mev＝eUc。遏止电压的存在意味着光电子具有一定的　　　　　　。
用同一频率的光照射同一种金属时，无论光的强弱如何，遏止电压都是一样的。光的频率改变时遏止电压也会　　　　。这意味着对于同一种金属，光电子的能量只与入射光　　　　有关，而与光的　　　　无关。
（4）光电效应具有　　　　　　：当频率超过截止频率νc时，无论入射光怎样微弱，照到金属时会　　　　产生光电流。
3.光电效应经典解释中的疑难
（1）逸出功：使电子脱离某种金属，外界对它做功的　　　　值，用W0表示。不同种类的金属，其逸出功的大小　　　　　　（填“相同”或“不相同”）。
（2）光电效应用经典电磁理论无法解释
①不应存在　　　　频率。
②遏止电压Uc应该与光的强弱　　　　关。
③电子获得逸出表面所需的能量的时间　　　　　　实验中产生光电流的时间。
【思考】
如图所示研究光电效应的电路中，用紫光照射光电管，灵敏电流计G指针未发生偏转，回答下列问题。
（1）用紫外线照射，灵敏电流计指针会发生偏转吗？
（2）光电效应中的光电子就是光子吗？
（3）增大紫光的光照强度可以使灵敏电流计指针发生偏转吗？
（4）当用紫外线照射有光电子射出金属，不断增大电压，灵敏电流计的指针偏角会持续增大吗？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
例1 在演示光电效应实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连，用紫外线灯照射锌板时，验电器的指针张开一个角度，如图所示，下列说法正确的是（　　）
A.验电器带正电，锌板带负电
B.验电器带负电，锌板也带负电
C.若改用红光照射锌板，验电器的指针一定也会偏转
D.若改用同等强度、频率更高的紫外线照射锌板，验电器的指针也会偏转
听课笔记　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
训练1 利用如图所示的电路研究光电效应现象，滑片P的位置在O点的正上方。已知入射光的频率大于阴极K的截止频率，且光的强度较大，则（　　）
A.减弱入射光的强度，遏止电压变小
B.P不移动时，微安表的示数为零
C.P向a端移动，微安表的示数增大
D.P向b端移动，光电子到达阳极A的最大动能增大
知识点二　爱因斯坦的光电效应理论
1.光子：光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的，频率为ν的光的能量子为　　　　　　，其中h为普朗克常量。这些能量子后来称为　　　　　　　。
2.爱因斯坦光电效应方程
（1）表达式：hν＝　　　　或Ek＝　　　　　　。式中Ek为光电子的最大初动能，Ek＝mev。
（2）物理意义：金属中电子吸收一个光子获得的能量是　　　　，在这些能量中，一部分大小为W0的能量被电子用来脱离金属，剩下的是逸出后电子的　　　　　　。
3.光电效应方程对光电效应实验现象的解释
（1） 只有当hν　　　　W0时，才有光电子逸出，νc＝就是光电效应的截止频率，如图所示。
（2）光电子的最大初动能Ek与　　　　　　　　有关，而与光的　　　　无关。这就解释了遏止电压和光强无关。
（3）电子一次性吸收光子的全部能量，不需要积累能量的时间，光电流自然几乎是　　　　　　产生的。
（4）对于同种频率的光，光　　　　时，单位时间内照射到金属表面的光子数较多，照射金属时产生的光电子较多，因而饱和电流较大。
4.光电效应的几类图像
图像名称 图线形状 读取信息
最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图像 ①截止频率(极限频率)：横轴截距 ②逸出功：纵轴截距的绝对值W0＝|－E|＝E ③普朗克常量：图线的斜率k＝h
遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图像 ①截止频率νc：横轴截距 ②遏止电压Uc：随入射光频率的增大而增大 ③普朗克常量h：等于图线的斜率与电子电荷量的乘积，即h＝ke
颜色相同、强度不同的光，光电流与电压的关系 ①遏止电压Uc：横轴截距 ②饱和电流Im：电流的最大值 ③最大初动能：Ek＝eUc
颜色不同时，光电流与电压的关系 ①遏止电压Uc1、Uc2 ②饱和电流 ③最大初动能Ek1＝eUc1，Ek2＝eUc2
例2 （多选）用如图所示的装置研究光电效应现象。当用光子能量为2.75 eV的光照射到光电管上时发生了光电效应，电流表G的示数不为零；移动滑动变阻器的滑片c，发现当电压表的示数大于或等于1.7 V时，电流表示数为0，则下列说法正确的是（　　）
A.光电子的最大初动能始终为1.05 eV
B.光电管阴极的逸出功为1.05 eV
C.当滑片向a端滑动时，反向电压增大，电流增大
D.改用能量为2.5 eV的光子照射，移动滑动变阻器的滑片c，电流表G中也可能有电流
听课笔记　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
例3 （2024·山东师范大学附中期中）某兴趣小组用如图甲所示的电路探究光电效应的规律。根据实验数据，小刚同学作出了光电子的最大初动能与入射光频率的关系图线如图乙所示，小明同学作出了遏止电压与入射光频率的关系图线如图丙所示。已知光电子的电荷量为e，则下列说法正确的是（　　）
A.如果图乙、图丙中研究的是同一金属的光电效应规律，则a＝
B.如果研究不同金属光电效应的规律，在图乙中将得到经过（b，0）点的一系列直线
C.如果研究不同金属光电效应的规律，在图丙中将得到不平行的倾斜直线
D.普朗克常量h＝＝
听课笔记　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
训练2 （2024·广东深圳市高二月考）如图所示，甲图为演示光电效应的实验装置；乙图为在a、b、c三种光照射下得到的三条电流表与电压表读数之间的关系曲线。下列说法正确的是（　　）
A.a、b、c三种光的频率各不相同
B.b、c两种光的光强可能相同
C.若b光为绿光，a光可能是紫光
D.图甲中的滑动变阻器的滑片向右滑动，电流表的读数可能增大
知识点三　康普顿效应和光子的动量　光的波粒二象性
曾有一位记者向物理学家诺贝尔奖获得者布拉格请教：光是波还是粒子？布拉格幽默地答道：“星期一、三、五它是一个波，星期二、四、六它是一个粒子，星期天物理学家休息。”那么前面学习过的哪些现象可以说明光具有粒子性，哪些现象又能说明光具有波动性呢？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.康普顿效应
（1）光的散射
光可以与介质中的　　　　　　　　发生散射，　　　　传播方向。
（2）康普顿效应
美国物理学家康普顿在研究石墨对X射线的散射时，发现在散射的X射线中，除了与入射波长λ0相同的成分外，还有波长　　　　　　的成分，这个现象称为康普顿效应。
（3）康普顿效应的意义
康普顿效应表明光子除了具有能量之外，还具有动量，深入揭示了光的　　　　　　的一面。
（4）光子的动量
①表达式：p＝　　　　。
②说明：在康普顿效应中，当入射的光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，光子的动量变小，因此，这些光子散射后波长　　　　。
2.光的波粒二象性
（1）光的干涉和衍射现象说明光具有　　　　，　　　　效应和　　　　　　效应说明光具有粒子性。
（2）光既具有波动性，又具有粒子性，即光具有　　　　二象性。
【思考】
　光子与静止的电子碰撞，碰撞后电子的运动方向如图所示。
（1）碰后光子可能沿哪个方向运动？
（2）碰后光子的波长怎样变化？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
例4 美国物理学家康普顿在研究石墨对X射线的散射时，用X光对静止的电子进行照射，照射后电子获得速度的同时，X光光子的运动方向也会发生相应的改变。下列说法正确的是（　　）
A.当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把部分动量转移给电子，因此光子散射后频率变大
B.康普顿效应揭示了光的粒子性，表明光子除了具有能量之外还具有动量
C.X光散射后与散射前相比，速度变小
D.散射后的光子虽然改变原来的运动方向，但频率保持不变
听课笔记　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
例5 （多选）对光的认识，下列说法正确的是（　　）
A.少量光子的行为易表现出粒子性，大量光子的行为易表现出波动性
B.光的波动性是光子本身的一种属性，不是光子之间的相互作用引起的
C.光表现出波动性时，就不具有粒子性了；光表现出粒子性时，就不具有波动性了
D.光的波粒二象性可以理解为在某些场合光的波动性表现明显，在另外些场合，光的粒子性表现明显
听课笔记　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　对光的波粒二象性的理解
实验基础 表现 说明
光的波动性 干涉和衍射 (1)光子在空间各点出现的可能性大小可用波动规律来描述 (2)足够能量的光在传播时，表现出波的性质 (1)光的波动性是光子本身的一种属性，不是光子之间相互作用产生的 (2)光的波动性不同于宏观观念的波
光的粒子性 光电效应、康普顿效应 (1)当光同物质发生作用时，这种作用是“一份一份”进行的，表现出粒子的性质 (2)少量或个别光子容易显示出光的粒子性 (1)粒子的含义是“不连续”“一份一份”的 (2)光子不同于宏观观念的粒子
随堂对点自测
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.（光电效应的实验规律）（多选）如图所示是研究光电效应的电路图，下列叙述中正确的是（　　）
A.保持光照条件不变，滑片P向右滑动的过程中，电流表示数将一直增大
B.只调换电源的极性，移动滑片P，当电流表示数为零时，电压表示数为遏止电压Uc的数值
C.阴极K需要预热，光束照射后需要一定的时间才会有光电流
D.不改变光束颜色和电路，增大入射光束强度，电流表示数会增大
2.（爱因斯坦的光电效应理论）（多选）如图是某金属在光的照射下逸出的光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图像，由图像可知（　　）
A.该金属的逸出功等于E－hν0
B.该金属的逸出功等于hν0
C.入射光的频率为2ν0时，逸出的光电子的最大初动能为hν0
D.当入射光的频率ν大于ν0时，若ν增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍
3.（康普顿效应和光的波粒二象性）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′
第2节　光电效应
知识点一
导学　提示　紫外线照射锌板后，锌板表面逸出电子，使验电器带电，指针张开。
知识梳理
1.(1)电子　(2)电子　2.(1)截止频率　小于　不同　自身的性质
(2)饱和电流　越大　越强　越多　(3)遏止电压　0　初速度
改变　频率　强弱　(4)瞬时性　立即　3.(1)最小　不相同
(2)①截止　②有　③远远大于
[思考] 提示　(1)会。
(2)不是，光电子是电子。
(3)不可以。
(4)当电压增大到一定值后光电流不会持续增加，达到饱和光电流，因此灵敏电流计的指针偏角不会持续增大。
例1 D　[用紫外线照射锌板，锌板失去电子带正电，验电器与锌板连接，则验电器带正电，A、B错误；根据产生光电效应的条件可知，若改用红光照射锌板，不一定能发生光电效应，所以验电器的指针不一定会发生偏转，C错误；根据产生光电效应的条件可知，发生光电效应与光的频率有关，若改用同等强度、频率更高的紫外线照射锌板，验电器的指针也会偏转，D正确。]
训练1 D　[遏止电压仅与入射光频率有关，与强度无关，故A错误；滑片P不移动时，在O点正上方，光电管两端电压为零，由于入射光的频率大于阴极K的截止频率，则会发生光电效应，微安表应有示数，故B错误；P向a端移动，则光电管两端所加电压为负向电压，阻碍电子向阳极A运动，则光电流变小，微安表的示数变小，故C错误；P向b端移动，则光电管两端所加电压为正向电压，由eUAK＝EkA－Ek初，光电子到达阳极A的最大动能增大，故D正确。]
知识点二
1.hν　光子　2.(1)Ek＋W0　hν－W0　(2)hν　初动能
3.(1)>　(2)入射光的频率ν　强弱　(3)瞬时　(4)较强
例2 BD　[由爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0可知，同种金属的逸出功相同，所以光电子逸出后的最大初动能取决于获得的能量，A错误；当电压表示数大于或等于1.7 V时，电流表无示数，说明遏止电压Uc＝1.7 V，由eUc＝Ek，Ek＝hν－W0，可得光电管的逸出功W0＝1.05 eV，B正确；若光的频率不变，反向电压大于遏止电压后电路中就不再有电流，C错误；当入射光频率超过截止频率，且反向电压小于遏止电压，电路中就会有电流，D正确。]
例3 D　[如果题图乙、题图丙中研究的是同一金属的光电效应规律，则由题图乙可得该金属的逸出功W0＝a，由题图丙可得该金属的逸出功W0＝ec，有a＝ec，故A错误；如果研究不同金属光电效应的规律，根据Ek＝hν－W0，可判断不同金属的逸出功不同，当Ek＝0时，对应的ν不同，在题图乙中得不到经过(b，0)点的一系列直线，故B错误；如果研究不同金属光电效应的规律，根据eUc＝hν－W0，可判断直线的斜率为k＝，在题图丙中将得到一系列平行的倾斜直线，故C错误；由题图乙可得普朗克常量h＝k＝，由题图丙可得，直线斜率为k＝＝，得h＝＝，故D正确。]
训练2 D　[由光电效应方程及遏止电压与光的频率间的关系可得eUc＝Ek＝hν－W0，b、c两种光的遏止电压相同，故频率相同，a光的遏止电压较小，频率较低，A错误；光的频率不变时，光强越大，饱和电流越大，对比乙图可知，b光的光强大于c光的光强，B错误；由以上分析可知，a光频率较低，若b光为绿光，a光不可能是紫光，C错误；图甲中的滑动变阻器的滑片向右滑动，光电管两端电压增大，且为正向电压，电流表的读数可能增大，但不会超过饱和电流，D正确。]
知识点三
导学　提示　光电效应能够说明光具有粒子性，光的干涉和衍射说明光具有波动性。
知识梳理
1.(1)物质微粒　改变　(2)大于λ0　(3)粒子性　(4)①　②变大　2.(1)波动性　光电　康普顿　(2)波粒
[思考] 提示　(1)碰撞前后总动量应保持一致的方向，故碰后光子只可能沿1的方向。
(2)通过碰撞，光子的一部分动量转移给电子，光子动量减少，根据p＝，波长变大。
例4 B　[在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把部分动量转移给电子，则光子动量减小，但速度仍为光速c，根据p＝，知光子频率减小，康普顿效应说明光不但具有能量而且具有动量，揭示了光的粒子性，故A、C、D错误，B正确。]
例5 ABD　[少量光子的行为易表现出粒子性，大量光子的行为易表现出波动性；光与物质相互作用，表现为粒子性，光传播时表现为波动性；光的波动性与粒子性都是光的本质属性，因为波动性表现为粒子分布概率，光的粒子性表现明显时仍具有波动性，故A、B、D正确。]
随堂对点自测
1.BD　[保持光照条件不变，滑片P向右滑动的过程中，若未达到饱和电流，则电流表示数会增大，若电流达到饱和电流，则电流表示数不再继续增大，故A错误；只调换电源的极性，移动滑片P，电场力对电子做负功，当电流表示数为零时，则有eUc＝mev，那么电压表示数为遏止电压Uc的数值，故B正确；因为光电效应的发生是瞬时的，阴极K不需要预热，故C错误；只增大入射光束强度时，单位时间内产生的光电子数变多，电流表示数变大，故D正确。]
2.BC　[根据Ek＝hν－W0得金属的截止频率等于ν0，纵轴截距的绝对值等于金属的逸出功，逸出功等于E，则E＝W0＝hν0，故B正确，A错误；根据Ek′＝2hν0－W0而E＝W0＝hν0，故Ek′＝hν0＝E，故C正确；根据光电效应方程Ek＝hν－W0可知，光电子的最大初动能与入射光的频率是线性关系，不是成正比，所以若ν增大一倍，则光电子的最大初动能不是增大一倍，故D错误。]
3.C　[光子与电子碰撞过程中，能量守恒，动量也守恒，因光子撞击电子的过程中光子将一部分能量传递给电子，光子的能量减少，由ε＝可知，光子的波长变长，即λ′＞λ，故C正确。](共68张PPT)
第2节　光电效应
第四章　原子结构和波粒二象性
1.知道光电效应现象，了解光电效应的实验规律。 2.知道光电效应与电磁理论的矛盾。 3.理解爱因斯坦光子说及对光电效应的解释，会用光电效应方程解决一些简单的问题。
学习目标
目 录
CONTENTS
知识点
01
随堂对点自测
02
课后巩固训练
03
知识点
1
知识点二　爱因斯坦的光电效应理论
知识点一　光电效应的实验规律及经典解释中的疑难
知识点三　康普顿效应和光子的动量　光的波粒二象性
知识点一　光电效应的实验规律及经典解释中的疑难
如图所示，紫外线照射锌板后，验电器指针张开说明了什么？
提示　紫外线照射锌板后，锌板表面逸出电子，使验电器带电，指针张开。
1.光电效应现象
(1)光电效应：照射到金属表面的光，能使金属中的______从表面逸出的现象。
(2)光电子：光电效应中发射出来的______。
2.光电效应的实验规律
(1)存在____________：当入射光的频率______某一数值νc时不发生光电效应。
实验表明，不同金属的截止频率______。换句话说，截止频率与金属_______________有关。
(2)存在____________：在光照条件不变的情况下，随着所加电压的增大，光电流趋于一个饱和值。频率不变时，入射光越强，饱和电流______。
电子
电子
截止频率
小于
不同
自身的性质
饱和电流
越大
这表明对于一定频率(颜色)的光，入射光______，单位时间内发射的光电子数______。
越强
用同一频率的光照射同一种金属时，无论光的强弱如何，遏止电压都是一样的。光的频率改变时遏止电压也会______。这意味着对于同一种金属，光电子的能量只与入射光______有关，而与光的______无关。
(4)光电效应具有_________：当频率超过截止频率νc时，无论入射光怎样微弱，照到金属时会______产生光电流。
越多
遏止电压
0
初速度
改变
频率
强弱
瞬时性　
立即
3.光电效应经典解释中的疑难
(1)逸出功：使电子脱离某种金属，外界对它做功的______值，用W0表示。不同种类的金属，其逸出功的大小_________(填“相同”或“不相同”)。
(2)光电效应用经典电磁理论无法解释
①不应存在______频率。
②遏止电压Uc应该与光的强弱___关。
③电子获得逸出表面所需的能量的时间____________实验中产生光电流的时间。
最小
不相同
截止
有
远远大于
【思考】
如图所示研究光电效应的电路中，用紫光照射光电管，灵敏电流计G指针未发生偏转，回答下列问题。
(1)用紫外线照射，灵敏电流计指针会发生偏转吗？
(2)光电效应中的光电子就是光子吗？
(3)增大紫光的光照强度可以使灵敏电流计指针发生偏转吗？
(4)当用紫外线照射有光电子射出金属，不断增大电压，灵敏电流计的指针偏角会持续增大吗？
提示　(1)会。
(2)不是，光电子是电子。
(3)不可以。
(4)当电压增大到一定值后光电流不会持续增加，达到饱和光电流，因此灵敏电流计的指针偏角不会持续增大。
D
例1 在演示光电效应实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连，用紫外线灯照射锌板时，验电器的指针张开一个角度，如图所示，下列说法正确的是(　　)
A.验电器带正电，锌板带负电
B.验电器带负电，锌板也带负电
C.若改用红光照射锌板，验电器的指针一定也会偏转
D.若改用同等强度、频率更高的紫外线照射锌板，验电器的指针也会偏转
解析　用紫外线照射锌板，锌板失去电子带正电，验电器与锌板连接，则验电器带正电，A、B错误；根据产生光电效应的条件可知，若改用红光照射锌板，不一定能发生光电效应，所以验电器的指针不一定会发生偏转，C错误；根据产生光电效应的条件可知，发生光电效应与光的频率有关，若改用同等强度、频率更高的紫外线照射锌板，验电器的指针也会偏转，D正确。
D
训练1 利用如图所示的电路研究光电效应现象，滑片P的位置在O点的正上方。已知入射光的频率大于阴极K的截止频率，且光的强度较大，则(　　)
A.减弱入射光的强度，遏止电压变小
B.P不移动时，微安表的示数为零
C.P向a端移动，微安表的示数增大
D.P向b端移动，光电子到达阳极A的最大动能增大
解析　遏止电压仅与入射光频率有关，与强度无关，故A错误；滑片P不移动时，在O点正上方，光电管两端电压为零，由于入射光的频率大于阴极K的截止频率，则会发生光电效应，微安表应有示数，故B错误；P向a端移动，则光电管两端所加电压为负向电压，阻碍电子向阳极A运动，则光电流变小，微安表的示数变小，故C错误；P向b端移动，则光电管两端所加电压为正向电压，由eUAK＝EkA－Ek初，光电子到达阳极A的最大动能增大，故D正确。
知识点二　爱因斯坦的光电效应理论
1.光子：光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的，频率为ν的光的能量子为______，其中h为普朗克常量。这些能量子后来称为______。
2.爱因斯坦光电效应方程
(2)物理意义：金属中电子吸收一个光子获得的能量是______，在这些能量中，一部分大小为W0的能量被电子用来脱离金属，剩下的是逸出后电子的_________。
hν
光子
Ek＋W0
hν－W0
hν
初动能
3.光电效应方程对光电效应实验现象的解释
>
(2)光电子的最大初动能Ek与_____________________有关，而与光的______无关。这就解释了遏止电压和光强无关。
(3)电子一次性吸收光子的全部能量，不需要积累能量的时间，光电流自然几乎是______产生的。
(4)对于同种频率的光，光______时，单位时间内照射到金属表面的光子数较多，照射金属时产生的光电子较多，因而饱和电流较大。
入射光的频率ν　
强弱
瞬时
较强
4.光电效应的几类图像
图像名称 图线形状 读取信息
最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图像 ①截止频率(极限频率)：横轴截距
②逸出功：纵轴截距的绝对值W0＝|－E|＝E
③普朗克常量：图线的斜率k＝h
遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图像 ①截止频率νc：横轴截距
②遏止电压Uc：随入射光频率的增大而增大
③普朗克常量h：等于图线的斜率与电子电荷量的乘积，即h＝ke
颜色相同、强度不同的光，光电流与电压的关系 ①遏止电压Uc：横轴截距
②饱和电流Im：电流的最大值
③最大初动能：Ek＝eUc
颜色不同时，光电流与电压的关系 ①遏止电压Uc1、Uc2
②饱和电流
③最大初动能Ek1＝eUc1，Ek2＝eUc2
BD
例2 (多选)用如图所示的装置研究光电效应现象。当用光子能量为2.75 eV的光照射到光电管上时发生了光电效应，电流表G的示数不为零；移动滑动变阻器的滑片c，发现当电压表的示数大于或等于1.7 V时，电流表示数为0，则下列说法正确的是(　　)
A.光电子的最大初动能始终为1.05 eV
B.光电管阴极的逸出功为1.05 eV
C.当滑片向a端滑动时，反向电压增大，电流增大
D.改用能量为2.5 eV的光子照射，移动滑动变阻器的滑片c，电流表G中也可能有电流
解析　由爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0可知，同种金属的逸出功相同，所以光电子逸出后的最大初动能取决于获得的能量，A错误；当电压表示数大于或等于1.7 V时，电流表无示数，说明遏止电压Uc＝1.7 V，由eUc＝Ek，Ek＝hν－W0，可得光电管的逸出功W0＝1.05 eV，B正确；若光的频率不变，反向电压大于遏止电压后电路中就不再有电流，C错误；当入射光频率超过截止频率，且反向电压小于遏止电压，电路中就会有电流，D正确。
D
例3 (2024·山东师范大学附中期中)某兴趣小组用如图甲所示的电路探究光电效应的规律。根据实验数据，小刚同学作出了光电子的最大初动能与入射光频率的关系图线如图乙所示，小明同学作出了遏止电压与入射光频率的关系图线如图丙所示。已知光电子的电荷量为e，则下列说法正确的是(　　)
训练2 (2024·广东深圳市高二月考)如图所示，甲图为演示光电效应的实验装置；乙图为在a、b、c三种光照射下得到的三条电流表与电压表读数之间的关系曲线。下列说法正确的是(　　)
D
A.a、b、c三种光的频率各不相同
B.b、c两种光的光强可能相同
C.若b光为绿光，a光可能是紫光
D.图甲中的滑动变阻器的滑片向右滑动，电流表的读数可能增大
解析　由光电效应方程及遏止电压与光的频率间的关系可得eUc＝Ek＝hν－W0，b、c两种光的遏止电压相同，故频率相同，a光的遏止电压较小，频率较低，A错误；光的频率不变时，光强越大，饱和电流越大，对比乙图可知，b光的光强大于c光的光强，B错误；由以上分析可知，a光频率较低，若b光为绿光，a光不可能是紫光，C错误；图甲中的滑动变阻器的滑片向右滑动，光电管两端电压增大，且为正向电压，电流表的读数可能增大，但不会超过饱和电流，D正确。
知识点三　康普顿效应和光子的动量　光的波粒二象性
曾有一位记者向物理学家诺贝尔奖获得者布拉格请教：光是波还是粒子？布拉格幽默地答道：“星期一、三、五它是一个波，星期二、四、六它是一个粒子，星期天物理学家休息。”那么前面学习过的哪些现象可以说明光具有粒子性，哪些现象又能说明光具有波动性呢？
提示　光电效应能够说明光具有粒子性，光的干涉和衍射说明光具有波动性。
1.康普顿效应
物质微粒
(1)光的散射
光可以与介质中的____________发生散射，______传播方向。
(2)康普顿效应
美国物理学家康普顿在研究石墨对X射线的散射时，发现在散射的X射线中，除了与入射波长λ0相同的成分外，还有波长______的成分，这个现象称为康普顿效应。
(3)康普顿效应的意义
康普顿效应表明光子除了具有能量之外，还具有动量，深入揭示了光的_________的一面。
改变
大于λ0
粒子性
(4)光子的动量
①表达式：p＝___。
②说明：在康普顿效应中，当入射的光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，光子的动量变小，因此，这些光子散射后波长______。
变大
2.光的波粒二象性
(1)光的干涉和衍射现象说明光具有_________，______效应和_________效应说明光具有粒子性。
(2)光既具有波动性，又具有粒子性，即光具有______二象性。
波动性
光电
康普顿
波粒
【思考】
光子与静止的电子碰撞，碰撞后电子的运动方向如图所示。
(1)碰后光子可能沿哪个方向运动？
(2)碰后光子的波长怎样变化？
提示　(1)碰撞前后总动量应保持一致的方向，故碰后光子只可能沿1的方向。
B
例4 美国物理学家康普顿在研究石墨对X射线的散射时，用X光对静止的电子进行照射，照射后电子获得速度的同时，X光光子的运动方向也会发生相应的改变。下列说法正确的是(　　)
A.当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把部分动量转移给电子，因此光子散射后频率变大
B.康普顿效应揭示了光的粒子性，表明光子除了具有能量之外还具有动量
C.X光散射后与散射前相比，速度变小
D.散射后的光子虽然改变原来的运动方向，但频率保持不变
ABD
例5 (多选)对光的认识，下列说法正确的是(　 　)
A.少量光子的行为易表现出粒子性，大量光子的行为易表现出波动性
B.光的波动性是光子本身的一种属性，不是光子之间的相互作用引起的
C.光表现出波动性时，就不具有粒子性了；光表现出粒子性时，就不具有波动性了
D.光的波粒二象性可以理解为在某些场合光的波动性表现明显，在另外些场合，光的粒子性表现明显
解析　少量光子的行为易表现出粒子性，大量光子的行为易表现出波动性；光与物质相互作用，表现为粒子性，光传播时表现为波动性；光的波动性与粒子性都是光的本质属性，因为波动性表现为粒子分布概率，光的粒子性表现明显时仍具有波动性，故A、B、D正确。
对光的波粒二象性的理解
实验基础 表现 说明
光的波动性 干涉和衍射 (1)光子在空间各点出现的可能性大小可用波动规律来描述 (2)足够能量的光在传播时，表现出波的性质 (1)光的波动性是光子本身的一种属性，不是光子之间相互作用产生的
(2)光的波动性不同于宏观观念的波
光的粒子性 光电效应、康普顿效应 (1)当光同物质发生作用时，这种作用是“一份一份”进行的，表现出粒子的性质 (2)少量或个别光子容易显示出光的粒子性 (1)粒子的含义是“不连续”“一份一份”的
(2)光子不同于宏观观念的粒子
随堂对点自测
2
BD
1.(光电效应的实验规律) (多选)如图所示是研究光电效应的电路图，下列叙述中正确的是(　　)
A.保持光照条件不变，滑片P向右滑动的过程中，电流表示数将一直增大
B.只调换电源的极性，移动滑片P，当电流表示数为零时，电压表示数为遏止电压Uc的数值
C.阴极K需要预热，光束照射后需要一定的时间才会有光电流
D.不改变光束颜色和电路，增大入射光束强度，电流表示数会增大
BC
2.(爱因斯坦的光电效应理论)(多选)如图是某金属在光的照射下逸出的光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图像，由图像可知(　　)
A.该金属的逸出功等于E－hν0
B.该金属的逸出功等于hν0
C.入射光的频率为2ν0时，逸出的光电子的最大初动能为hν0
D.当入射光的频率ν大于ν0时，若ν增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍
解析　根据Ek＝hν－W0得金属的截止频率等于ν0，纵轴截距的绝对值等于金属的逸出功，逸出功等于E，则E＝W0＝hν0，故B正确，A错误；根据Ek′＝2hν0－W0而E＝W0＝hν0，故Ek′＝hν0＝E，故C正确；根据光电效应方程Ek＝hν－W0可知，光电子的最大初动能与入射光的频率是线性关系，不是成正比，所以若ν增大一倍，则光电子的最大初动能不是增大一倍，故D错误。
C
3.(康普顿效应和光的波粒二象性)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′
课后巩固训练
3
AC
1.(多选)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，饱和电流变大
B.入射光的频率变高，饱和电流变大
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
对点题组练
题组一　光电效应现象及实验规律
解析　产生光电效应时，光的强度越大，单位时间内逸出的光电子数越多，饱和电流越大，选项A正确；饱和电流大小与入射光的频率无关，选项B错误；光电子的最大初动能随入射光频率的增加而增加，与入射光的强度无关，选项C正确；减小入射光的频率，若低于极限频率，则不能发生光电效应，没有光电流产生，选项D错误。
A
2.用如图所示的装置研究光电效应现象，当用某种频率的光照射到光电管上时，电流表 的读数为I。则(　　)
A.将开关S断开，也会有电流流过电流表
B.将滑动变阻器的滑片c向a移动，光电子到达阳极时的速度必将变小
C.如果减小入射光的光强，光电管中可能不会有光电子产生
D.如果将电池极性反转，光电管中可能不会有光电子产生
解析　开关S断开，由于仍能发生光电效应，光电子仍能到达阳极，也会有电流流过电流表，故A正确；将滑动变阻器的滑片c向a移动，所加正向电压增大，则光电子到达阳极时的速度必将变大，故B错误；只要光的频率不变，就能发生光电效应，即光电管中有光电子产生，故C错误；将电池极性反转，光电管中仍然有光电子产生，只是电流表读数可能为零，故D错误。
D
题组二　爱因斯坦的光电效应理论
3.运用光子说对下列光电效应现象进行解释，可以得出的正确结论是(　　)
A.当光照时间增大为原来的2倍时，光电流的大小也增大为原来的2倍
B.当入射光频率增大为原来的2倍时，光电子的最大初动能也增大为原来的2倍
C.当入射光波长增大为原来的2倍时，光电子的最大初动能也增大为原来的2倍
D.当入射光强度增大为原来的2倍时，单位时间内产生的光电子数目也增大为原来的2倍
解析　根据爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0可知，当入射光频率增大为原来的2倍时，产生光电子的最大初动能大于原来的两倍，当入射光波长增大为原来的2倍时，光电子的最大初动能减小，光电流的大小与光照时间无关，故A、B、C错误；当入射光强度增大为原来的2倍时，单位时间内照射到金属表面的光子数是原来的2倍，所以单位时间内产生的光电子数目也增大为原来的2倍，故D正确。
BC
4.(多选)(2024·河北保定市高二期末)用波长为λ和3λ的光照射同一种金属，分别产生的速度最大的光电子速度之比为3∶1，普朗克常量和真空中光速分别用h和c表示，那么下列说法正确的有(　　)
AD
5.(多选)利用如图所示的电路研究光电效应现象，其中电极K由金属钾制成，其逸出功为2.25 eV。用某一频率的光照射时，逸出光电子的最大初动能为1.50 eV，电流表的示数为I。已知普朗克常量约为6.63×10－34 J·s。下列说法中正确的是(　　)
A.金属钾发生光电效应的极限频率约为5.43×1014 Hz
B.若入射光频率加倍，光电子的最大初动能变为3.00 eV
C.若入射光频率加倍，电流表的示数变为2I
D.若入射光频率加倍，遏止电压的大小将变为5.25 V
解析　由W0＝hνc可知νc＝5.43×1014 Hz，故A正确；由爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0，可知入射光频率加倍，光电子的最大初动能大于3.00 eV，故B错误；饱和电流的大小由单位时间内照射在阴极K的光子数决定，入射光频率加倍，单位时间内照射在阴极K的光子数不一定加倍，电流变化情况不确定，故C错误；入射光频率加倍，有Ek1＝2hν－W0，又Ek1＝eUc，解得Uc＝5.25 V，故D正确。
D
6.如图甲所示，闭合开关S，用不同频率的单色光照射光电管K极时，得到如图乙所示的光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图像，图线与横轴的交点坐标为(a，0)。已知me为光电子的质量，普朗克常量为h。下列说法中正确的是 (　　)
CD
题组三　康普顿效应和光的波粒二象性
解析　碰撞后光子改变原来的运动方向，但传播速度不变，A错误；光子由于在与电子碰撞中损失能量，因而频率减小，即ν＞ν′，再由c＝λ1ν＝λ2ν′，得到λ1＜λ2，B错误，C、D正确。
BC
8.(多选)关于光的波粒二象性，下列理解正确的是(　　)
A.高频光是粒子，低频光是波
B.大量的光子往往表现出波动性，个别光子往往表现出粒子性
C.波粒二象性是光的属性，只是有时它的波动性显著，有时它的粒子性显著
D.光在传播时是波，而与物质发生相互作用时转变成粒子
解析　波粒二象性是光所具有的性质，在不同的情况下有不同的表现：大量的光子往往表现出波动性，个别光子往往表现出粒子性；光在传播过程中通常表现为波动性，在与物质发生相互作用时通常表现为粒子性，故选项B、C正确。
BD
综合提升练
9.(多选)图中四幅图涉及光的粒子性和波动性，其中说法正确的是(　　)
A.图甲的光电效应实验说明光具有波粒二象性
B.图乙说明，在光电效应中，同一单色入射光越强，饱和电流越大
C.图丙的“泊松亮斑”说明光具有波动性，是光通过小圆孔时发生衍射形成的
D.图丁的康普顿效应表明光子具有动量，揭示了光的粒子性的一面
解析　题图甲的光电效应实验说明光具有粒子性，选项A错误；题图乙中，黄光的强度越大，饱和电流越大，即说明在光电效应中，同一单色入射光越强，饱和电流越大，选项B正确；题图丙的泊松亮斑说明光具有波动性，是光通过小圆板时发生衍射形成的，选项C错误；题图丁的康普顿效应表明光子具有动量，揭示了光的粒子性的一面，选项D正确。
10.我国中微子探测实验利用光电管把光信号转换成电信号。如图所示，A和K分别是光电管的阳极和阴极，加在A、K之间的电压为U。现用发光功率为P的激光器发出频率为ν的光全部照射在K上，回路中形成电流。已知阴极K材料的逸出功为W0，普朗克常量为h，电子电荷量为e。
(1)求光电子到达A时的最大动能Ekm；
(2)若每入射N个光子会产生1个光电子，所有的光电子都能到达A，求回路的电流I。
解析　(1)根据光电效应方程，
光电子离开K极的最大初动能Ek＝hν－W0
光电子从K极到A极，由动能定理得
eU＝Ekm－Ek
联立得Ekm＝eU＋hν－W0。
(2)t时间内，激光器发光的总功W＝Pt
培优加强练
11.如图甲所示是研究光电效应规律的光电管。用波长λ＝0.50 μm的绿光照射阴极K，实验测得流过G表的电流I与A、K之间的电势差UAK满足如图乙所示规律，取h＝6.63×10－34 J·s。结合图像，求(以下所求结果均保留2位有效数字)：
(1)每秒钟阴极发射的光电子数；
(2)光电子飞出阴极K时的最大动能；
(3)该阴极材料的极限频率。
答案　(1)4.0×1012个　(2)9.6×10－20 J (3)4.6×1014 Hz
解析　(1)每秒发射的光电子个数
(2)光电子飞出阴极K时的最大初动能
Ek＝eUc＝0.6 eV＝9.6×10－20 J。
本节内容结束
THANKS
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