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章末素养提升
物理观念 量子论 初步 黑体辐射理论： (1)随着温度增加各种波长的辐射能谱密度都　　　　；辐射能谱密度的极大值向波长较　　　　的方向移动 (2)能量子ε=　　　　(ν是谐振动的频率，h是普朗克常量，h=6.63×10-34 J·s)
光电 效应 光电效应 本质：电子光电子
实验规律： (1)存在截止频率(或极限频率)：入射光的频率只有　　　　某一材料的截止频率，才能引起光电效应。 (2)存在饱和光电流：在入射光的频率保持不变的条件下，光的强度越大，饱和光电流　　　　。 (3)光电子的最大初动能与入射光的频率成　　　　关系，与光的强度　　　　。 (4)瞬时性：只要光的频率大于截止频率，光电子能立刻(约10-9 s)发射出来
爱因斯坦光电效应方程：hν=　　　　　　　 逸出功W只取决于　　　　　　　
光量子 爱因斯坦提出光量子概念，光子的能量ε=　　　
波粒二 象性 光的波粒二象性 粒子的波动性：德布罗意物质波假说 物质波的频率和波长：ν=　　　　，λ=　　　　
科学思维 1.能用爱因斯坦光电效应方程解释光电效应现象 2.能用爱因斯坦光电效应方程、波粒二象性解释与解决有关问题
科学态度 与责任 领会量子力学的建立对人们认识物质世界的影响
例1　(多选)(2023·吉林一中月考)下列有关光的波粒二象性的说法正确的是(　　)
A.有的光是波，有的光是粒子
B.光子与电子是同样的一种粒子
C.光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著
D.康普顿效应表明光具有粒子性
光的波粒二象性的三点注意
(1)光既有波动性又有粒子性，二者是统一的。
(2)光表现为波动性，只是光的波动性显著，粒子性不显著而已。
(3)光表现为粒子性，只是光的粒子性显著，波动性不显著而已。
例2　(多选)(2024·辽宁卷)X射线光电子能谱仪是利用X光照射材料表面激发出光电子，并对光电子进行分析的科研仪器，用某一频率的X光照射某种金属表面，逸出了光电子，若增加此X光的强度，则(　　)
A.该金属逸出功增大
B.X光的光子能量不变
C.逸出的光电子最大初动能增大
D.单位时间逸出的光电子数增多
例3　如图所示，用波长为λ0的单色光照射某金属，调节滑动变阻器，当电压表的示数为某值时，电流表的示数恰好减小为零；再用波长为的单色光重复上述实验，当电压表的示数增加到原来的3倍时，电流表的示数又恰好减小为零。已知普朗克常数为h，真空中光速为c。该金属的逸出功为(　　)
A. B.
C. D.
1.三个关系式
2.如果已知截止电压UKA，可以应用eUKA=m=Ekm来确定光电子的最大初速度vm和最大初动能Ekm。
例4　(2023·陕西师范大学附属中学月考)如图甲是光电管发生光电效应时，光电子的最大初动能Ekm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)，与纵轴的交点坐标为(0，-b)。用图乙所示的装置研究光电效应现象，闭合开关S，用频率为ν1的光照射光电管时发生了光电效应。图丙是光电流随光电管极板电压变化的关系图，下列说法中正确的是(　　)
A.图甲中，普朗克常量为h=
B.图乙中，断开开关S后，G的示数为零
C.图丙中，若①、②曲线为同一光电管得出的，则①对应的光强大于②对应的光的光强
D.仅增大入射光的强度，光电子的最大初动能将增大
图像名称 图线形状 由图线直接(间接)得到的物理量
最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图线 ①极限频率：图线与ν轴交点的横坐标ν0。 ②逸出功：图线与Ek轴交点的纵坐标的绝对值，W=|-E|=E。 ③普朗克常量：图线的斜率k=h
颜色相同、强度不同的光，光电流与电压的关系 ①截止电压UKA：图线与横轴交点的横坐标。 ②饱和光电流：电流的最大值。 ③最大初动能：Ekm=eUKA
颜色不同时，光电流与电压的关系 ①截止电压UKA1、UKA2。 ②最大初动能Ek1=eUKA1，Ek2=eUKA2
截止电压UKA与入射光频率ν的关系图线 ①极限频率ν0：图线与横轴交点的横坐标。 ②截止电压UKA：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(注：此时两极之间接反向电压)
例5　(多选)氢原子能级如图甲所示，一群处于n=5能级的氢原子，向低能级跃迁时发出多种光，分别用这些光照射图乙电路的阴极K，其中3条光电流I随电压U变化的图线如图丙所示，已知可见光的光子能量范围约为1.62 eV到3.11 eV之间。则(　　)
A.大量氢原子从n=5能级向低能级跃迁时能辐射出10种频率的可见光
B.图乙中当滑片P从a端移向b端过程中，光电流I有可能先增大后不变
C.在b光和c光强度相同的情况下，电路中饱和电流值一定相同
D.若图丙中3条图线均为可见光照射阴极得到，则a光是氢原子从n=5的能级向n=2的能级跃迁时辐射出的
答案精析
增加　短　hν　超过　越大　线性
无关　m+W　金属本身　hν　　
例1　CD　［一切光都具有波粒二象性，光的有些现象(如干涉、衍射)表现出波动性，有些现象(如光电效应、康普顿效应)表现出粒子性，A错误；电子是实物粒子，有静止质量，光子不是实物粒子，没有静止质量，电子是以实物形式存在的物质，光子是以场形式存在的物质，B错误；光的波长越长，衍射性越好，即波动性越显著，光的波长越短，粒子性越显著，C正确；康普顿效应表明光具有粒子性，D正确。］
例2　BD　［金属的逸出功是金属自身的固有属性，仅与金属自身有关，增加此X光的强度，该金属逸出功不变，故A错误；
根据光子能量公式ε=hν可知增加此X光的强度，X光的光子能量不变，故B正确；
根据爱因斯坦光电效应方程Ek=hν-W0，可知逸出的光电子最大初动能不变，故C错误；
增加此X光的强度，单位时间照射到金属表面的光子变多，则单位时间逸出的光电子数增多，故D正确。］
例3　C　［根据光电效应方程有：Ekm=h-W，及Ekm=eUKA，当用波长为λ0的单色光照射时，则有：h-W=eUKA，当用波长为的单色光照射时，则有：-W=3eUKA，联立上式，解得：W=；故A、B、D错误，C正确。］
例4　C　［由爱因斯坦光电效应方程有Ekm=hν-W，则题图甲中图线的斜率k==h，故A错误；若ν1>a，则光电子的最大初动能不为零，断开开关S后，电流表G的示数不为零，故B错误；由题图丙可知，①、②对应的光的频率相同，为同一种光，又因①对应的光的饱和光电流大于②对应的光的饱和光电流，可知①对应的光的光强大于②对应的光的光强，故C正确；光电子的最大初动能跟入射光的频率有关，与入射光的强度无关，所以仅增大入射光的强度而不改变其频率，光电子的最大初动能将不变，故D错误。］
例5　BD　［大量氢原子从n=5能级向低能级跃迁时，能发出=10种频率的光子，从n=5、n=4、n=3能级跃迁到n=2能级的原子，发出的光子能量分别为
E5-E2=-0.54 eV-(-3.4 eV)=2.86 eV
E4-E2=-0.85 eV-(-3.4 eV)=2.55 eV
E3-E2=-1.51 eV-(-3.4 eV)=1.89 eV
这3种光子的能量在1.62~3.11 eV之间，其他7种频率的光子能量不在1.62~3.11 eV之间，所以只能辐射出3种频率的可见光，A错误；由题图乙可知，当滑片P从a端移向b端过程中，从a到c为负向电压，电压减小，从c到b为正向电压，电压增大，所以光电流I增大，当所有的光电子都能到达A极板时，滑片移动光电流不再增大，故当滑片P从a端移向b端过程中，光电流I可能先增大后不变，B正确；由题图丙可知，b光的饱和光电流小于c光的饱和光电流，故在b光和c光强度相同的情况下，电路中饱和电流值不一定相同，C错误；由题图丙可知a光的截止电压最大，由eU=Ek，Ek=hν-W0，联立可知a光的光子能量最大，在一群处于n=5能级的氢原子，向低能级跃迁时发出的可见光中从n=5能级向n=2能级跃迁时辐射的光子能量最大， D正确。］(共23张PPT)
DILIUZHANG
第六章
章末素养提升
物理 观念 量子论 初步 黑体辐射理论： (1)随着温度增加各种波长的辐射能谱密度都 ；辐射能谱密度的极大值向波长较 的方向移动 (2)能量子ε= (ν是谐振动的频率，h是普朗克常量，h=6.63 ×10-34 J·s)
光电 效应 光电效应 本质：电子 光电子
再现
素养知识
增加
短
hν
物理观念 光电 效应 光电效应 实验规律：
(1)存在截止频率(或极限频率)：入射光的频率只有 某一材料的截止频率，才能引起光电效应。
(2)存在饱和光电流：在入射光的频率保持不变的条件下，光的强度越大，饱和光电流 。
(3)光电子的最大初动能与入射光的频率成 关系，与光的强度 。
(4)瞬时性：只要光的频率大于截止频率，光电子能立刻(约
10-9 s)发射出来
超过
越大
线性
无关
物理观念 光电 效应 光电效应 爱因斯坦光电效应方程：hν=__________
逸出功W只取决于__________
光量子 爱因斯坦提出光量子概念，光子的能量ε=___
波粒二 象性 光的波粒二象性 粒子的波动性：德布罗意物质波假说 物质波的频率和波长：ν=__，λ=__
m+W
金属本身
hν
科学思维 1.能用爱因斯坦光电效应方程解释光电效应现象
2.能用爱因斯坦光电效应方程、波粒二象性解释与解决有关
问题
科学态度 与责任 领会量子力学的建立对人们认识物质世界的影响
　(多选)(2023·吉林一中月考)下列有关光的波粒二象性的说法正确的是
A.有的光是波，有的光是粒子
B.光子与电子是同样的一种粒子
C.光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著
D.康普顿效应表明光具有粒子性
例1
√
提能
综合训练
√
一切光都具有波粒二象性，光的有些现象(如干涉、衍射)表现出波动性，有些现象(如光电效应、康普顿效应)表现出粒子性，A错误；
电子是实物粒子，有静止质量，光子不是实物粒子，没有静止质量，电子是以实物形式存在的物质，光子是以场形式存在的物质，B错误；光的波长越长，衍射性越好，即波动性越显著，光的波长越短，粒子性越显著，C正确；
康普顿效应表明光具有粒子性，D正确。
总结提升
光的波粒二象性的三点注意
(1)光既有波动性又有粒子性，二者是统一的。
(2)光表现为波动性，只是光的波动性显著，粒子性不显著而已。
(3)光表现为粒子性，只是光的粒子性显著，波动性不显著而已。
　(多选)(2024·辽宁卷)X射线光电子能谱仪是利用X光照射材料表面激发出光电子，并对光电子进行分析的科研仪器，用某一频率的X光照射某种金属表面，逸出了光电子，若增加此X光的强度，则
A.该金属逸出功增大
B.X光的光子能量不变
C.逸出的光电子最大初动能增大
D.单位时间逸出的光电子数增多
例2
√
√
金属的逸出功是金属自身的固有属性，仅与金属自身有关，增加此X光的强度，该金属逸出功不变，故A错误；
根据光子能量公式ε=hν可知增加此X光的强度，X光的光子能量不变，故B正确；
根据爱因斯坦光电效应方程Ek=hν-W0，可知逸出的光电子最大初动能不变，故C错误；
增加此X光的强度，单位时间照射到金属表面的光子变多，则单位时间逸出的光电子数增多，故D正确。
　如图所示，用波长为λ0的单色光照射某金属，调节滑动变阻器，当电压表的示数为某值时，电流表的示数恰好减小为零；再用波长为的单色光重复上述实验，当电压表的示数增加到原来的3倍时，电流表的示数又恰好减小为零。已知普朗克常数为h，真
空中光速为c。该金属的逸出功为
A. B.
C. D.
例3
√
根据光电效应方程有：Ekm=h-W，及Ekm=eUKA，当用波长为λ0的单色光照射时，则有：h-W=eUKA，当用波长为-W=3eUKA，联立上式，解得：W=；故A、B、D错误，C正确。
总结提升
1.三个关系式
2.如果已知截止电压UKA，可以应用eUKA=m=Ekm来确定光电子的最大初速度vm和最大初动能Ekm。
　(2023·陕西师范大学附属中学月考)如图甲是光电管发生光电效应时，光电子的最大初动能Ekm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)，与纵轴的交点坐标为(0，-b)。用图乙所示的装置研究光电效应现象，闭合开关S，用频率为ν1的光照射光电管时发生了光电效应。图丙是光电流随光电管极板电压变化的关系图，下列说法中正确的是
A.图甲中，普朗克常量为h=
B.图乙中，断开开关S后，G的
示数为零
C.图丙中，若①、②曲线为同
一光电管得出的，则①对应的光强大于②对应的光的光强
D.仅增大入射光的强度，光电子的最大初动能将增大
例4
√
由爱因斯坦光电效应方程
有Ekm=hν-W，则题图甲中
图线的斜率k==h，故A
错误；
若ν1>a，则光电子的最大初动能不为零，断开开关S后，电流表G的示数不为零，故B错误；
由题图丙可知，①、②对应的光的频率相同，为同一种光，又因①对应的光的饱和光电流大于②对应的光的饱和光电流，可知①对应的光的光强大于②对应的光的光强，故C正确；
光电子的最大初动能跟入
射光的频率有关，与入射
光的强度无关，所以仅增
大入射光的强度而不改变
其频率，光电子的最大初动能将不变，故D错误。
总结提升
图像名称 图线形状 由图线直接(间接)得到的物理量
最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图线 ①极限频率：图线与ν轴交点的横坐标ν0。
②逸出功：图线与Ek轴交点的纵坐标的绝对值，W=|-E|=E。
③普朗克常量：图线的斜率k=h
图像名称 图线形状 由图线直接(间接)得到的物理量
颜色相同、强度不同的光，光电流与电压的关系 ①截止电压UKA：图线与横轴交点的横坐标。
②饱和光电流：电流的最大值。
③最大初动能：Ekm=eUKA
颜色不同时，光电流与电压的关系 ①截止电压UKA1、UKA2。
②最大初动能Ek1=eUKA1，Ek2=eUKA2
图像名称 图线形状 由图线直接(间接)得到的物理量
截止电压UKA与入射光频率ν的关系图线 ①极限频率ν0：图线与横轴交点的横坐标。
②截止电压UKA：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(注：此时两极之间接反向电压)
　(多选)氢原子能级如图甲所示，一群处于n=5能级的氢原子，向低能级跃迁时发出多种光，分别用这些光照射图乙电路的阴极K，其中3条光电流I随电压U变化的图线如图丙所示，已知可见光的光
子能量范围约为1.62 eV到3.11 eV之间。则
A.大量氢原子从n=5能级向低能级跃迁时能
辐射出10种频率的可见光
B.图乙中当滑片P从a端移向b端过程中，光
电流I有可能先增大后不变
C.在b光和c光强度相同的情况下，电路中饱
和电流值一定相同
D.若图丙中3条图线均为可见光照射阴极得到，则a光是氢原子从n=5的能级向
n=2的能级跃迁时辐射出的
例5
√
√
大量氢原子从n=5能级向低能级跃迁
时，能发出=10种频率的光子，从
n=5、n=4、n=3能级跃迁到n=2能级
的原子，发出的光子能量分别为E5-E2
=-0.54 eV-(-3.4 eV)=2.86 eV
E4-E2=-0.85 eV-(-3.4 eV)=2.55 eV
E3-E2=-1.51 eV-(-3.4 eV)=1.89 eV
这3种光子的能量在1.62~3.11 eV之间，其他7种频率的光子能量不在1.62~3.11 eV之间，所以只能辐射出3种频率的可见光，A错误；
由题图乙可知，当滑片P从a端移向b端过程中，从a到c
为负向电压，电压减小，从c到b为正向电压，电压增大，
所以光电流I增大，当所有的光电子都能到达A极板时，
滑片移动光电流不再增大，故当滑片P从a端移向b端过
程中，光电流I可能先增大后不变，B正确；
由题图丙可知，b光的饱和光电流小于c光的饱和光电
流，故在b光和c光强度相同的情况下，电路中饱和电
流值不一定相同，C错误；
由题图丙可知a光的截止电压最大，由eU=Ek，Ek=
hν-W0，联立可知a光的光子能量最大，在一群处于
n=5能级的氢原子，向低能级跃迁时发出的可见光
中从n=5能级向n=2能级跃迁时辐射的光子能量最大， D正确。

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