2019届高三物理二轮复习光的粒子性题型归纳

17．2 科学的转折：光的粒子性（一）知识巩固：1．光电效应概念：在光(包括不可见光)的照射下，从物体发射电子的现象叫做光电效应。

发射出来的电子叫做光电子。

2．光电效应的实验规律（1）光电效应实验光线经石英窗照在阴极上，便有电子逸出，光电子在电场作用下形成光电流。

概念：遏止电压将开关反接，电场反向，则光电子离开阴极后将受反向电场阻碍作用。

当 K 、A 间加反向电压，光电子克服电场力作功，当电压达到某一值 U c 时，光电流恰为0。

U c 称遏止电压。

根据动能定理，有 （2）光电效应实验规律① 光电流与光强的关系饱和光电流强度与入射光强度成正比。

② 截止频率νc ----极限频率对于每种金属材料，都相应的有一确定的截止频率νc 。

当入射光频率ν>νc 时，电子才能逸出金属表面；当入射光频率ν <νc 时，无论光强多大也无电子逸出金属表面。

③ 光电效应是瞬时的。

从光开始照射到光电子逸出所需时间<10-9s 。

3．光电效应解释中的疑难经典理论无法解释光电效应的实验结果。

为了解释光电效应，爱因斯坦在能量子假说的基础上提出光子理论，提出了光量子假设。

4．爱因斯坦的光量子假设（1）内容光不仅在发射和吸收时以能量为h ν的微粒形式出现，而且在空间传播时也是如此。

也就是说，频率为ν 的光是由大量能量为 E =h ν的光子组成的粒子流，这些光子沿光的传播方向以光速 c 运动。

（2）爱因斯坦光电效应方程在光电效应中金属中的电子吸收了光子的能量，一部分消耗在电子逸出功W 0，另一部分变为光电子逸出后的动能 E k 。

由能量守恒可得出：（3）爱因斯坦对光电效应的解释：①光强大，光子数多，释放的光电子也多，所以光电流也大。

②电子只要吸收一个光子就可以从金属表面逸出，所以不需时间的累积。

③从方程可以看出光电子初动能和照射光的频率成线性关系 ④从光电效应方程中，当初动能为零时，可得极限频率：hW c 0=ν 5．康普顿效应221c e v m c eU =0W E h k +=ν（1）光的散射光在介质中与物质微粒相互作用，因而传播方向发生改变，这种现象叫做光的散射。

第62讲光电效应波粒二象性考情剖析弱项清单,光电效应计算错误，没有正确理解光电效应产生的条件，答题技巧欠佳；p＝hλ＝hνc公式记忆不到位，物理量字母书写不规范．知识整合一、黑体辐射与能量子1．黑体与黑体辐射(1)黑体：是指能够完全________入射的各种波长的电磁波而不发生________的物体．(2)黑体辐射的实验规律①一般材料的物体，辐射的电磁波除与________有关外，还与材料的________及________有关．②黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的________有关．a．随着温度的升高，各种波长的辐射强度都________．b．随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较________的方向移动．2．能量子为解释黑体辐射规律，1900年普朗克提出了能量________假说．(1)定义：普朗克认为，带电微粒辐射或者吸收能量时，只能辐射或吸收某个________值的整数倍．即能量的辐射或者吸收只能是一份一份的．这个不可再分的最小能量值ε叫做能量子．(2)能量子的大小：ε＝hν，其中ν是电磁波的频率，h称为普朗克常量．h＝6.63×10－34J·s.二、光电效应1．光电效应现象光电效应：在光的照射下金属中的电子从金属表面逸出的现象，叫做光电效应，发射出来的电子叫做________，形成的电流称________．2．光电效应规律(1)存在着饱和电流．在光照条件不变的情况下，随着光电管所加正向电压的增大，光电流增大，但最终光电流趋于一个定值，不再随正向电压的增大而增大，这个稳定的光电流称________，饱和电流的强度随入射光强度的增大而________．(2)存在着遏止电压．光电管两端加反向电压时，使光电流________的反向电压，称为遏止电压．反向遏止电压的存在意味着光电子具有最大的初动能．实验表明，对于一定频率的光，遏止电压都是一样的，与光强无关，与频率有关．频率越大，遏止电压越大．意味着光子的最大初动能与入射光的________无关，只随入射光的______增大而增大．(3)存在截止频率．当入射光的频率减小到某一数值时，即使不加反向电压也没有光电流．这表明：当低于这个频率时，没有光电子从金属表面逸出，不能发生光电效应．不同的金属的截止频率________．(4)光电效应具有瞬时性．光照射到金属表面时，光电子的发射几乎是________的，不需要时间的积累．3．爱因斯坦光电效应方程(1)光子说：空间传播的光的能量是不连续的，是一份一份的，每一份叫做一个光子．光子的能量为ε＝________.(2)光电效应方程：____________．三、康普顿效应光电效应和康普顿效应深入地揭示了光的粒子性的一面．前者表明光子具有________，后者表明光子除了具有________之外还具有________．四、光的波粒二象性与物质波1．光的波粒二象性(1)光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有________性．(2)光电效应说明光具有________性．(3)光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的______性．2．物质波(1)概率波光的干涉现象是大量光子的运动遵守波动规律的表现，亮条纹是光子到达概率________的地方，暗条纹是光子到达概率________的地方，因此光波又叫概率波．(2)物质波任何一个运动着的物体，小到微观粒子大到宏观物体都有一种波与它对应，其波长λ＝hp，p为运动物体的动量，h为普朗克常量．方法技巧考点1 光电效应方程及光子说对光电效应的解释1．光照射金属时，电子吸收一个光子(形成光电子)的能量后，动能立即增大，不需要积累能量的过程．2．电子从金属表面逸出，首先必须克服金属原子核的引力做功(逸出功W)，要使入射光子的能量不小于W才会发生光电效应．频率ν＝Wh，即是极限频率．3．对于确定的金属，W是一定的，故光电子的最大初动能只随入射光频率的增大而增大．4．光强越强，光子数目越多，逸出的光电子数目越多，饱和电流也越大．【典型例题1】(17年常州一模)如图所示的是研究光电效应的装置的电路图，若用某一频率的光照射光电管阴极P，发现电流表有读数，则增加光的强度，电流表示数________(选填“变大”、“变小”或“不变”)．若开关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，合上开关，调节滑动变阻器，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________eV.1.(17年苏锡常镇一模)如图所示为研究光电效应现象的实验，电路中所有元件完好，当光照射到光电管上时，灵敏电流计中没有电流通过，可能的原因是( )A．入射光强度较弱B．入射光波长太长C．电源电压太高D．光照射时间太短【学习建议】加强对产生光电效应的条件进行正确地理解．考点2 光电效应曲线图象的理解1．E km­ν曲线如图所示的是光电子最大初动能E km随入射光频率ν的变化曲线．这里，横轴上的截距是阴极金属的极限频率；纵轴上的截距是阴极金属的逸出功的负值；斜率为普朗克常量．2．I ­U 曲线(1)如图所示的是光电流I 随光电管两极板间电压U 的变化曲线，图中I m 为饱和光电流，U c 为遏止电压．(2)在用相同频率不同强度的光去照射阴极K 时，得到I ­U 曲线如图所示，它显示出对于不同强度的光，U c 是相同的，这说明同频率、不同强度的光所产生的光电子的最大初动能是相同的．【典型例题2】 (17年南京一模)光照射某金属产生光电效应时，实验测得光电子最大初动能与照射光频率的图象如图所示，其中图线与横轴交点坐标为ν0，则该金属的逸出功为________．用一束波长范围为λ1～λ2，且λ1<λ2的光照射该金属时产生光电效应，则光电子的最大初动能为________．已知普朗克常量为h ，光在真空中传播速度为c.【学习建议】 对ν＝cλ公式的记忆要牢固，提高计算的正确率．2.(17年苏北四市联考)图示为金属A 和B 的遏止电压U c 和入射光频率ν的关系图象，由图可知金属A 的截止频率________(选填“大于”、“小于”或“等于”)金属B的截止频率；如果用频率为5.5×1014Hz的入射光照射两种金属，从金属______(选填“A”或“B”)逸出光电子的最大初动能较大．【典型例题3】(16年常州一模)用同一光电管研究a、b两种单色光产生的光电效应，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图．则a光光子的频率________(选填“大于”、“小于”或“等于”)b光光子的频率；a光的强度________(选填“大于”、“小于”或“等于”)b光的强度．考点3 对光的波粒二象性、物质波的理解光既有波动性，又有粒子性，两者不是孤立的，而是有机的统一体，其表现规律为：1．个别光子的作用效果往往表现为粒子性；大量光子的作用效果往往表现为波动性．2．频率越低波动性越显著，越容易看到光的干涉和衍射现象；频率越高粒子性越显著，越不容易看到光的干涉和衍射现象，贯穿本领越强．3．光在传播过程中往往表现出波动性；在与物质发生作用时，往往表现为粒子性．【典型例题4】(多选)在单缝实验中，中央亮纹的光强占从单缝射入的整个光强的95%以上．假设现在只让一个光子通过单缝，那么该光子( )A．一定落在中央亮纹上B．一定落在亮纹处C．可能落在暗纹处D．落在中央亮纹处的可能性最大【学习建议】加强对波粒二象性及概率波的理解．当堂检测 1.(17年苏北六市联考)(多选)2017年1月，我国“墨子号”量子科学实验卫星正式进入应用研究．在量子理论中，有共同来源的两个微观粒子，不论它们相距都远，它们总是相关的，一个粒子状态的变化会立即影响到另一个粒子，这就是所谓的量子纠缠．关于量子理论，下列说法中正确的有( )A．玻尔氢原子理论，第一次提出了能量量子化的观念B．爱因斯坦研究光电效应提出光子说，光子说属于量子理论的范畴C．量子理论中，实物粒子具有波粒二象性D．微观粒子在受力状况和初速度确定的前提下，可以确定它此后运动状态和位置2．(17年苏锡常镇二模)如图是研究光电效应的实验装置，用一定频率的光照射阴极K，当滑片P处于图示位置时，电流表的示数不为零，为使电流表示数减小，下列办法可行的是( )第2题图A．将滑片P向右移动B．减小入射光的强度C．换用电动势更大的电源D．将电源的正、负极对调3．(17年江苏高考)质子(11H)和α粒子(42He)被加速到相同动能时，质子的动量________(选填“大于”、“小于”或“等于”)α粒子的动量，质子和α粒子的德布罗意波波长之比为________．4．小明用金属铷为阴极的光电管，观测光电效应现象，实验装置示意如图甲所示．已知普朗克常量h＝6.63×10－34J·s.甲乙第4题图(1)图甲中电极A为光电管的________(选填“阴极”或“阳极”)；(2)实验中测得铷的遏止电压U c与入射光频率ν之间的关系如图乙所示，则铷的截止频率νc＝________Hz，逸出功W0＝________J；(3)如果实验中入射光的频率ν＝7.00×1014Hz，则产生的光电子的最大初动能E k ＝________J.5．(17年南通泰州一模)一铜板暴露在波长为λ的紫外线中，观测到有电子从铜板表面逸出．在铜板所在空间加一方向垂直于板面、大小为E的匀强电场时，电子能运动到距板面的最大距离为d.已知真空中的光速为c，普朗克常量为h，电子电荷量为e，求：(1)入射光光子的能量；(2)铜板的极限频率．第62讲光电效应波粒二象性知识整合基础自测一、1.(1)吸收反射(2)①温度种类表面状况②温度a．增加b．短2．量子化(1)最小能量二、1.光电子光电流2．(1)饱和电流增大(2)减小到零强度频率(3)不同(4)瞬时3．(1)hν(2)E k＝hν－W0三、能量能量动量四、1.(1)波动(2)粒子(3)波粒二象2. (1)大小方法技巧·典型例题1·变大 1.9 【解析】电流表有计数，说明发生了光电效应，光电流的大小与光的强度成正比，增加光的强度，电流表示数变大．电压表读数大于或等于0.6 V时，电流表计数为零根据题意光电子的最大初动能为E k＝qU＝0.6 eV，根据光电效应方程W0＝hν－E k＝1.9 eV.·变式训练1·B 【解析】光的强度和光照时间不能决定能否发生光电效应，电源电压为正向电压且光照到光电管上灵敏电流计中没有电流，则可能没有发生光电效应，即入射光的频率过小，波长过长造成的．·典型例题2·hν0hCλ1－hν0【解析】最大初动能为零，则入射光的能量等于逸出功，所以W0＝hν0.根据光电效应方程，E km＝hν－W0，用一束波长范围为λ1～λ2，且λ1<λ2的光照射该金属时产生光电效应，入射光的最小波长为λ1～λ2，且λ1，即频率最大，那么产生的光电子的最大初动能为E km＝hCλ1－hν0,·变式训练2·小于A【解析】根据爱因斯坦光电效应方程E km＝hν－W0及能量守恒定律方程：E km＝eU c，得eU c＝hν－W0即U c＝hνe－We.当U c＝0 时，对应的频率为截止频率，由图知金属A的截止频率小于金属B的截止频率．金属的逸出功为W0＝h ν，根据E km＝hν－hν0可知ν相同时，由于金属A的截止频率较小，所以从金属A逸出光电子的最大初动能较大．·典型例题3·大于大于【解析】由U c e＝hν－W0可知遏止电压越大，入射光的频率越大．饱和电流越大，光照越强，a光的强度大于b光的强度．·典型例题4·CD 【解析】根据光的概率波的概念，对于一个光子通过单缝落在何处，是不可确定的，但概率最大的是落在中央亮纹处，可达到95%以上，当然也可能落在其他亮纹处和暗纹处，只不过概率比落在中央亮纹处的要小，故C、D正确．当堂检测1．BC 【解析】普朗克为了解释黑体辐射现象，第一次提出了能量量子化理论，故A错误；爱因斯坦为了解释光电效应的规律，提出了光子说，光子说属于量子理论的范畴．所以B选项是正确的；在量子理论中，实物粒子具有波粒二象性，所以C选项是正确的；根据测不准原理可以知道，微观粒子在受力状况和初速度确定的前提下，并不能同时确定它此后运动状态和位置，故D错误．2．B 【解析】若滑片P向右移动，导致正向电压增大，而光子的最大初动能不变，饱和光电流不会变，则光电流的大小不变．故A错误．若减小入射光的强度，导致光子数目减小，则电流表的示数会减小．所以B选项是正确的．若换用电动势更大的电源，与滑片向右移动一样，饱和电流不变，则电流表示数不变．故C错误．若电源的正、负极对调，则光电管两端的电压为反向电压，若保持照射光的频率和强度不变，反向电压会阻碍光电子的移动，导致光电流可能会减小，但并一定会减小，故D错误.3. 小于2∶1 【解析】动能与动量的关系P＝2mE k，质子(11H)和α粒子(42He)质量之比为1∶4，所以小于．物质波的波长λ＝hP，可得λ＝h2mE k，物质波的波长之比为2∶1.4．(1)阳极(2)5.15(5.12～5.18)×10143．41(3.39～3.43)×10－19(3)1.23(1.21～1.25)×10－19【解析】(1)由光电管的结构知，A为阳极；(2)U c­ν图象中横轴的截距表示截止频率νc，逸出功W0＝hνc；(3)由爱因斯坦的光电效应方程E k＝hν－W0，可求结果．5．(1)h cλ(2)cλ－eEdh【解析】(1)根据光子能量E＝hν，及ν＝cλ，那么入射光光子的能量h cλ. (2)由功能关系可以知道光电子的最大初动能E km＝eEd，设铜板的极限频率为ν0, 则E＝hν0＋eEd，计算得出ν0＝cλ－eEdh.。

光的粒子性练习题一、选择题 ( 每题只有一个答案正确 )1. 假如在锌板被弧光灯照耀前，用来和锌版连结的验电器指针就有偏转，用弧光灯照耀锌板后，验电器指针的偏转角度先减小到闭合而后又增大。

这说明 A. 照耀前验电器带负电，锌板带正电 B. 照耀前验电器带正电，照耀后验电器带负电C. 用弧光灯照耀锌板后，有电子从锌板转移到了验电器上D.用弧光灯照耀锌板后，有电子从锌板飞到空间中去2. 对爱因斯坦光电效应方程 E K = h ν -W ，下边的理解正确的有A. 只假如用同种频次的光照耀同一种金属，那么从金属中逸出的所有光电子都会拥有相同的初动能 E KB. 式中的 W 表示每个光电子从金属中飞出过程中战胜金属中正电荷引力所做的功C.逸出功 W 和极限频次 ν 0 之间应知足关系式 W = h ν 0 D. 光电子的最大初动能和入射光的频次成正比3. 已知用一束绿光照耀某种碱金属恰好能使该碱金属发生光电效应，则以下说法中正确的有 A. 改用红光照耀该种碱金属，仍有可能使其发生光电效应 B. 改用更强的黄光照耀该种碱金属，有可能使其发生光电效应 C. 改用较弱的蓝光照耀该种碱金属，必定能使其发生光电效应 D.改用足够强的橙光照耀足够长的时间必定能使该碱金属发生光电效应4. 以下对于光的波粒二象性的说法中正确的有 A. 光的波粒二象性就是牛顿的微粒说和惠更斯的颠簸说的综合 B. 光在直线流传时只拥有粒子性，在发生衍射时只拥有颠簸性 C. 光的偏振现象证明光是一种波，康普顿效应证明光是一种粒子 D.光的颠簸性是因为光子间的互相作用惹起的5. 光电效应实验中有以下现象：①有时不论入射光多强都没法使金属发生光电效应；②用同一种单色光照耀某金属时，照耀光强度越大，单位时间内从金属表面逸出的光电子越多；③只需入射光的频次足够高，即便入射光特别轻微，光电效应的发生也是刹时的；④对同一种金属而言，光电子的最大初动能仅与入射光频次相关，与入射光强度没关。

第2讲光电效应波粒二象性1.在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光)，如图1所示．则可判断出( )．图1A．甲光的频率大于乙光的频率B．乙光的波长大于丙光的波长C．乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率D．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能解析由于是同一光电管，因而不论对哪种光，极限频率和逸出功都相同，对于甲、乙两种光，反向截止电压相同，因而频率相同，A项错误；丙光对应的反向截止电压较大，因而丙光的频率较高，波长较短，对应的光电子的最大初动能较大，故C、D均错，只有B项正确．答案 B2.太阳能光电直接转换的基本原理是利用光电效应，将太阳辐射能直接转换成电能．如图2所示是测定光电流的电路简图，光电管加正向电压．图2(1)说出电源和电流表的正、负极．(2)入射光应照射在________极上．(3)若电流表读数是10 μA，则每秒钟从光电管阴极发射出的光电子数至少是________个．解析(1)电源左边为正极，右边为负极，电流表是上边正极下边负极．(2)入射光应照射到阴极板上，即题图中的B极．(3)q＝It＝10×10－6×1 C＝10－5 C，而n＝qe，所以每秒发射出6.25×1013个光电子．答案(1)电源左边为正极，右边为负极电流表是上边正极下边负极(2)B (3)6.25×10133.用不同频率的光照射某金属产生光电效应，测量金属的遏止电压U c与入射光频率ν，得到U cν图象如图7所示，根据图象求出该金属的截止频率νc ＝________ Hz ，普朗克常量h ＝________ J·s.(已知电子电荷量e ＝1.6×10－19 C)图3解析 由题图线可知νc ＝5.0×1014 Hz ，又eU c ＝h ν－W 0，所以U c ＝h e ν－W 0e.结合图线可得 k ＝h e ＝ 2.05.0×1014 V/Hz ， h ＝2.0×1.6×10－195.0×1014 J·s＝6.4×10－34 J·s. 答案 5.0×1014 6.4×10－34 4．在光电效应实验中，某金属截止频率相应的波长为λ0，该金属的逸出功为________．若用波长为λ(λ<λ0)的单色光做该实验，则其遏止电压为______．已知电子的电荷量、真空中的光速和普朗克常量分别为e 、c 和h.解析 由波长、频率、波速的关系知，该金属的极限频率为ν0＝c λ0，故该金属的逸出功为h ν0＝hc λ0.设遏止电压为U c ，则eU c ＝hc λ－hc λ0，解得U c ＝hc e ·λ0－λλ0λ. 答案 hc λ0 hc e ·λ0－λλ0λ(写为hc e ·λ－λ0λ0λ也可) 5. 爱因斯坦因提出了光量子概念并成功地解释光电效应的规律而获得1921年诺贝尔物理学奖．某种金属逸出光电子的最大初动能E km 与入射光频率ν的关系如图4所示，其中ν0为极限频率．从图中可以确定的是________．(填选项前的字母)图4A ．逸出功与ν有关B ．E km 与入射光强度成正比C ．当ν＜ν0时，会逸出光电子D ．图中直线的斜率与普朗克常量有关解析 金属的逸出功由金属本身决定，与入射光的频率无关，A 错；由E km ＝h ν－h ν0可知，E km 与入射光的频率有关，与入射光的强度无关，B 错；当入射光的频率小于极限频率时不会发生光电效应，不会逸出光电子，C 错；由E km ＝h ν－h ν0可知图线的斜率与普朗克常量有关，D 对．答案 D6．如图5所示，当电键S 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．图5(1)求此时光电子的最大初动能的大小．(2)求该阴极材料的逸出功．解析设用光子能量为2.5 eV的光照射时，光电子的最大初动能为E k，阴极材料逸出功为W0，当反向电压达到U＝0.60 V以后，具有最大初动能的光电子达不到阳极，因此eU＝E k由光电效应方程得：E k＝hν－W0由以上两式得：E k＝0.6 eV，W0＝1.9 eV.答案(1)0.6 eV (2)1.9 eV。

第一节 光电效应 光的波粒二象性第一课时班别 姓名 学号一、学习目标1.知道光电效应现象相关的基本概念及光电效应发生的条件.2.掌握爱因斯坦光电效应方程,并能利用光电效应图像分析相关问题.3.知道光的波粒二象性及物质波的概念.二、知识梳理考点一 光电效应的实验规律 1.光电效应—⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪—概念—在光的照射下，金属中的 电子 从表面逸出的现象，发射出的电子叫 光电子—条件—入射光的频率 大于 金属的极限频率—规律—⎪⎪⎪⎪⎪—每种金属都有一个极限频率—光电子的最大初动能随入射光频率的增大 而 增大 —光电效应的发生几乎是瞬时的，一般不超 过10－9s—饱和光电流与入射光的强度成正比—解释—⎪⎪⎪—光子说→空间传播的光是不连续的，一份一份的，每一份为一个光子，能量ε＝hν—光电效应方程→E k ＝ hν－W 02．光电效应的研究思路(1)两条线索：(2)两条对应关系：光强大→光子数目多→发射光电子多→光电流大 光子频率高→光子能量大→光电子的最大初动能大【例1】（多选）（2016·课标卷Ⅰ，35(1))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2】（多选）所示为光电管的工作电路图，分别用波长为λ0、λ1、λ2的单色光做实验，已知λ1＞λ0＞λ2.当开关闭合后，用波长为λ0的单色光照射光电管的阴极K时，电流表有示数，则下列说法正确的是() A．光电管阴极材料的逸出功与入射光无关B．若用波长为λ1的单色光进行实验，则电流表的示数一定为零C．若仅增大电源的电动势，则电流表的示数一定增大D．若仅将电源的正负极对调，则电流表的示数可能为零考点二光电效应方程及光电效应图象1．三个关系(1)爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－W0.(2)光电子的最大初动能E k可以利用光电管实验的方法测得，即E k＝eU c，其中U c是遏止电压．(3)光电效应方程中的W0为逸出功，它与极限频率νc的关系是W0＝hνc.2．四类图象【例3】（多选）(2017·课标卷Ⅲ，19)在光电效应实验中，分别用频率为νa、νb的单色光a、b照射到同种金属上，测得相应的遏止电压分别为U a 和U b 、光电子的最大初动能分别为E k a 和E k b .h 为普朗克常量．下列说法正确的是( )A ．若νa >νb ，则一定有U a ＜U bB ．若νa >νb ，则一定有E k a ＞E k bC ．若U a ＜U b ，则一定有E k a ＜E k bD ．若νa >νb ，则一定有hνa －E k a ＞hνb －E k b【例4】（多选）(2017·海南卷，7)三束单色光1、2和3的波长分别为λ1、λ2和λ3(λ1>λ2>λ3)．分别用这三束光照射同一种金属．已知用光束2照射时，恰能产生光电子，下列说法正确的是( )A ．用光束1照射时，不能产生光电子B ．用光束3照射时，不能产生光电子C ．用光束2照射时，光越强，单位时间内产生的光电子数目越多D ．用光束2照射时，光越强，产生的光电子最大初动能越大【例5】(2015·课标卷Ⅰ，35(1))在某次光电效应实验中，得到的遏止电压U c 与入射光的频率ν的关系如图所示．若该直线的斜率和截距分别为k 和b ，电子电荷量的绝对值为e ，则普朗克常量可表示为 ________，所用材料的逸出功可表示为 ________.【例6】利用图甲所示的实验装置观测光电效应，已知实验中测得某种金属的遏止电压U c 与入射频率ν之间的关系如图乙所示，电子的电荷量为e ＝1.6×10－19 C ，则( )A ．普朗克常量为eν1U 1B ．该金属的逸出功为eU 1C ．电源的右端为正极D ．若电流表的示数为10 μA ，则每秒内从阴极发出的光电子数的最小值为6.25×1012【例7】爱因斯坦因提出了光量子概念并成功地解释光电效应的规律而获得1921年诺贝尔物理学奖．某种金属逸出光电子的最大初动能E k 与入射光频率ν的关系如图所示，其中νc 为极限频率．从图中可以确定的是( )A ．逸出功与ν有关B ．E k 与入射光强度成正比C ．当ν＜νc 时，会逸出光电子D ．图中直线的斜率与普朗克常量有关【例8】如图所示为用某金属研究光电效应规律得到的光电流随电压变化关系的图象，用单色光1和单色光2分别照射该金属时，逸出的光电子的最大初动能分别为E k1和E k2，普朗克常量为h ，则下列说法正确的是( )A ．E k1>E k2B ．单色光1的频率比单色光2的频率高C ．增大单色光1的强度，其遏止电压会增大D ．单色光1和单色光2的频率之差为E k1－E k2h考点三 光的波粒二象性 物质波(高频64) 1．光的波粒二象性(1)光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有 波动 性． (2)光电效应说明光具有 粒子 性．(3)光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的 波粒二象 性． 2．物质波 (1)概率波光的干涉现象是大量光子的运动遵守波动规律的表现，亮条纹是光子到达概率 大 的地方，暗条纹是光子到达概率 小 的地方，因此光波又叫概率波．(2)物质波任何一个运动着的物体，小到微观粒子大到宏观物体都有一种波与它对应，其波长λ＝ hp ，p 为运动物体的动量，h 为普朗克常量．3．光既具有粒子性，又具有波动性，对光的波粒二象性的理解【例9】（多选）(2015·课标卷Ⅱ，35(1))实物粒子和光都具有波粒二象性．下列事实中突出体现波动性的是 ________ .A ．电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样B ．β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹C ．人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构D ．人们利用电子显微镜观测物质的微观结构E ．光电效应实验中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关第一节光电效应光的波粒二象性第二课时班别姓名学号【例10】对光的认识，下列说法错误的是()A．个别光子的行为表现出粒子性，大量光子的行为表现出波动性B．光的波动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，就不再具有波动性了D．光的波动二象性应理解为：在某种场合下光的波动性表现得明显，在另外的某种场合下，光的粒子性表现得明显【例11】（多选）(2015·江苏卷，12C(1))波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的有________.A．光电效应现象揭示了光的粒子性B．热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性C．黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释D．动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等【小结】波粒二象性的“三个易错”(1)光子表现为波动性，并不否认光子具有粒子性．(2)宏观物体也具有波动性．(3)微观粒子的波动性与机械波不同，微观粒子的波是概率波.三、针对训练1．(2015·上海卷，11)某光源发出的光由不同波长的光组成，不同波长的光的强度如图所示，表中给出了一些材料的极限波长，用该光源发出的光照射表中材料()A.仅钠能产生光电子B．仅钠、铜能产生光电子C．仅铜、铂能产生光电子D．都能产生光电子2．（多选）(2014·海南卷，17(1))在光电效应实验中，用同一种单色光，先后照射锌和银的表面，都能产生光电效应．对于这两个过程，下列四个物理量中，一定不同的是________.A．遏止电压B．饱和光电流C．光电子的最大初动能D．逸出功3．研究光电效应的电路如图所示．用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极K)，钠极板发射出的光电子被阳极A 吸收，在电路中形成光电流．下列光电流I 与A 、K 之间的电压U AK 的关系图象中，正确的是( )4．如图所示为研究光电效应现象的装置，阴极K 与滑动变阻器的中心抽头c 相连，当滑动触头P 从a 移到c 的过程中，光电流始终为零，为了产生光电流，可采取的措施是( )A ．增大入射光的强度B ．增大入射光的频率C ．将P 从c 向a 移动D ．将P 从c 向b 移动5．如图所示，当弧光灯发出的光经一狭缝后，在锌板上形成明暗相间的条纹，同时与锌板相连的验电器铝箔有张角，则该实验( )A ．只能证明光具有波动性B ．只能证明光具有粒子性C ．只能证明光能够发生衍射D ．证明光具有波粒二象性四、课后训练1．根据爱因斯坦光子说，光子能量E 等于(h 为普朗克常量，c 、λ为真空中的光速和波长)( )A ．h c λB ．h λcC.hλ D ．hλ2．在光电效应实验中，用单色光照射某种金属表面，有光电子逸出，则光电子的最大初动能取决于入射光的( )A ．频率B ．强度C ．照射时间D ．光子数目3．频率为ν的光照射某金属时，产生光电子的最大初动能为E km .改为频率为2ν的光照射同一金属，所产生光电子的最大初动能为(h 为普朗克常量)( )A ．E km －hνB ．2E kmC ．E km ＋hνD ．E km ＋2hν 4．（多选）三种不同的入射光A 、B 、C 分别射在三种不同的金属a 、b 、c 表面，均恰能使金属中逸出光电子，若三种入射光的波长λA >λB >λC ，则( )A ．用入射光A 照射金属b 和c ，金属b 和c 均可发生光电效应现象B ．用入射光A 和B 照射金属c ，均可使金属c 发生光电效应现象C ．用入射光C 照射金属a 和b ，金属a 、b 均可发生光电效应现象D ．用入射光B 和C 照射金属a ，均可使金属a 发生光电效应现象5.某金属在光的照射下发生光电效应，光电子的最大初动能E k 与入射光频率ν的关系如图所示，则( )A ．普朗克常量为νcEB ．入射光的频率为3νc 时，逸出的光电子的最大初动能为2EC ．频率大于2νc 的入射光照射该金属时才会发生光电效应D ．若光在真空中的速度为c ，则波长大于cνc的光照射该金属时才会发生光电效应6．如图甲所示为某实验小组成员研究某金属发生光电效应的遏止电压随照射光频率变化关系的实验装置，图乙为实验得到的遏止电压随照射光频率变化的关系图象，电子的电荷量e ＝1.6×10－19 C ，则下列说法正确的是( )A ．图甲中滑动变阻器的滑片移到最左端，电流计G 的示数为零B ．由图乙得普朗克常量为6.4×10－33 J·sC ．由图乙可知，该金属的极限频率为5.0×1014 HzD ．当照射光的频率为17.5×1014 Hz 时，逸出的光电子的最大初动能为3.2×10－19 J 7．（多选）如图为一真空光电管的应用电路，其阴极金属材料的极限频率为4.5×1014 Hz ，则以下判断中正确的是( )A ．发生光电效应时，电路中光电流的饱和值取决于入射光的频率B ．发生光电效应时，电路中光电流的饱和值取决于入射光的强度C ．用λ＝0.5 μm 的光照射光电管时，电路中有光电流产生D ．光照射时间越长，电路中的电流越大8．（多选）如图所示是某金属在光的照射下，光电子的最大初动能E k 与入射光的波长的倒数(1λ)的关系图象，由图象可知( )A ．图象中的λ0是产生光电效应的最小波长B ．普朗克常量和光速的乘积hc ＝Eλ0C ．该金属的逸出功等于－ED ．若入射光的波长为λ03，产生的光电子的最大初动能为2E9．（多选）某半导体激光器发射波长为1.5×10－6 m ，功率为5.0×10－3 W 的连续激光．已知可见光波长的数量级为10－7m ，普朗克常量h ＝6.63×10－34 J·s ，该激光器发出的( )A ．是紫外线B ．是红外线C ．光子能量约为1.3×10－18 J D ．光子数约为每秒3.8×1016个10．用很弱的光做双缝干涉实验，把入射光减弱到可以认为光源和感光胶片之间不可能同时有两个光子存在，如图所示是不同数量的光子照射到感光胶片上得到的照片．这些照片说明( )A ．光只有粒子性没有波动性B ．光只有波动性没有粒子性C ．少量光子的运动显示波动性，大量光子的运动显示粒子性D ．少量光子的运动显示粒子性，大量光子的运动显示波动性。

光的粒子性质知识点总结光，这个我们日常生活中无处不在的现象，既神秘又熟悉。

在物理学的研究中，光具有波粒二象性，而其中的粒子性质是我们理解光的重要方面。

首先，我们来谈谈光的粒子被称为光子。

光子是一种没有静止质量的粒子，它以光速运动。

这一特性使得光子在真空中的传播速度始终保持不变，大约为 3×10^8 米每秒。

光的粒子性的一个重要表现是光电效应。

当光照射到某些金属表面时，会有电子从金属表面逸出。

这个现象无法用经典的电磁波理论来解释。

按照经典理论，光的强度越大，电子获得的能量就应该越多，逸出的电子动能也就越大。

但实际情况是，当光的频率低于某个特定值时，无论光的强度多大，都不会有电子逸出。

只有当光的频率高于这个特定值时，才会发生光电效应，而且逸出电子的动能与光的频率有关，而与光的强度无关。

爱因斯坦提出了光子学说来解释光电效应。

他认为，光是由一个个光子组成的，每个光子的能量与光的频率成正比，即 E ＝hν，其中 E是光子的能量，h 是普朗克常数，ν 是光的频率。

当光子照射到金属表面时，它的能量被金属中的电子吸收。

如果光子的能量足够大，能够克服金属表面对电子的束缚能，电子就会逸出金属表面，成为光电子。

光的粒子性还表现在康普顿效应中。

当 X 射线或伽马射线与物质相互作用时，会发生散射现象。

在散射过程中，光子与原子中的电子发生碰撞，光子的能量和动量会发生改变，从而导致散射光的波长发生变化。

这个现象进一步证明了光具有粒子性，因为只有粒子在碰撞中才会发生能量和动量的转移。

在一些微观过程中，光的粒子性也起着关键作用。

例如，在原子的能级跃迁中，原子吸收或发射特定频率的光子，实现能级的跃迁。

当原子从高能级跃迁到低能级时，会发射出光子；而从低能级跃迁到高能级时，则会吸收光子。

此外，光的粒子性在现代科技中有着广泛的应用。

例如，在激光技术中，利用了光子的能量和相干性，使得激光具有高强度、高方向性和高单色性等特点。

激光在医疗、通信、材料加工等领域都发挥着重要作用。

专题27 光电效应、波粒二象性、氢原子能级、原子结构●光电效应和波粒二象性●一、黑体辐射和量子1．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关。

2．实验规律：随着温度升高，各种波长的电磁波辐射强度都增加，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。

3．普朗克提出黑体辐射强度按波长分布的公式，理论与实验结果相符，但要求满足能量子假设。

4．能量子ε=hν，其中ν为电磁波频率，普朗克常量h=6.63×10–34J·s。

二、光电效应1．定义在物理学中，在光的照射下电子从物体表面逸出的现象，称为光电效应。

2．光电子光电效应中发射出来的电子。

3．光电效应规律（1）每种金属都有一个极限频率，只有入射光的频率大于或等于这个极限频率时，才会产生光电效应；当入射光的频率小于这个极限频率时，不能产生光电效应。

（2）光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而增大。

（3）光电效应的发生几乎瞬时的，一般不超过10－9s。

（4）当入射光的频率大于极限频率时，饱和光电流的强度与入射光的强度成正比。

三、爱因斯坦光电效应方程1．光子说在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光的能量子，简称光子，光子的能量ε＝hν。

其中h＝6.63×10－34J·s。

（称为普朗克常量）2．逸出功W0使电子脱离某种金属所做功的最小值。

3．最大初动能发生光电效应时，金属表面上的电子吸收光子后克服原子核的引力逸出时所具有的动能的最大值。

4．爱因斯坦光电效应方程（1）表达式：h ν＝W ＋12mv 2。

（2）物理意义：金属表面的电子吸收一个光子获得的能量是h ν，这些能量的一部分用来克服金属的逸出功W ，剩下的表现为逸出后光电子的最大初动能12mv 2。

四、光的波粒二象性与物质波1．光的波粒二象性（1）光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有波动性。

（2）光电效应说明光具有粒子性。

（3）光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的波粒二象性。

光第一节 光的直线传播．光的反射一、光1．定义：能够自行发光的物体．2．特点：光具有能量且能将其它形式的能量转为光能，光在介质中传播就是能量的传播．二、光的直线传播1．光在同一种均匀介质中沿直线传播，各种频率的光在真空中传播速度：＝3×108/；各种频率的光在介质中的传播速度均小于在真空中的传播速度，即 v<。

说明：①直线传播的前提条件是在同一种．．．介质，而且是均匀．．介质。

否则，可能发生偏折。

如从空气进入水中（不是同一种介质）；“海市蜃楼”现象（介质不均匀）。

②同一种频率的光在不同介质中的传播速度是不同的。

不同频率的光在同一种介质中传播速度一般也不同。

在同一种介质中，频率越低的光其传播速度越大。

根据爱因斯坦的相对论光速不可能超过。

③当障碍物或孔的尺寸和波长可以相比或者比波长小时，发生明显的衍射现象，光线可以偏离原的传播方向。

2小孔成像、影、日食、月食等都是光的直线传播一．光的直线传播例1如图所示，在A 点有一个小球，紧靠小球的左方有一个点光S 。

现将小球从A 点正对着竖直墙平抛出去，打到竖直墙之前，小球在点光照射下的影子在墙上的运动是A 匀速直线运动B 自由落体运动变加速直线运动 D 匀减速直线运动解：小球抛出后做平抛运动，时间后水平位移是v ，竖直位移是=½g 2，根据相似形知识可以由比例求得t t v gl x ∝=2，因此影子在墙上的运动是匀速运动。

思考如果是平行光垂直照射竖直的墙壁而不是点光呢?答：由于光平行垂直照射竖直的墙壁，小球在墙前以垂直于墙的初速度被水平抛出，所以小球在墙上的影与小球始终在一条水平线上，即小球的影和小球在竖直方向的运动性质相同。

小球在竖直方向做自由落体运动，所以小球的影的运动为自由落体运动。

答案：A第二节 光的折射、全反射 色散一、光的折射1．折射现象：光从一种介质进入另一种介质，传播方向发生改变的现象．2．折射定律：折射光线、入射光线跟法线在同一平面内，折射光线、入射光线分居法线两侧，入射角的正弦跟折射角的正弦成正比． 3．在折射现象中光路是可逆的．二、折射率1．定义：光从真空射入某种介质，入射角的正弦跟折射角的正弦之比，叫做介质的折射率．注意：光从真空射入介质．2．公式：=/γ0sin 1C v c ='==λλ，折射率总大于1．即＞1． 3各种色光性质比较：红光的最小，ν最小，在同种介质中（除真空外）v 最大，λ最大，从同种介质射向真空时全反射的临界角最大，以相同入射角在介质间发生折射时的偏折角最小（注意区分偏折角．．．和折射角．．．）。

专题五原子物理学第一讲光电效应__波粒二象性考点一光电效应规律和光电效应方程1.[某种单色光照射到金属表面上发生光电效应，如果入射光的强度减弱，频率不变，那么()A．从光照到金属表面上到逸出光电子之间的时间间隔将明显增加B．逸出的光电子的最大初动能将减小C．单位时间内逸出的光电子数将减少D．有可能不发生光电效应解析：选C若能发生光电效应，发生光电效应的时间与光的强度无关，故A错误；入射光照射到某金属表面上发生光电效应，若入射光的强度减弱，频率保持不变，可知仍然可以发生光电效应，根据光电效应方程E k＝hν－W0知，光电子的最大初动能不变，故B、D错误；入射光的强度减弱，则入射光的光子的数目减少，单位时间内从金属表面逸出的光电子数将减少，故C正确。

2．[考查对光电效应的理解]在光电效应的实验结果中，与光的波动理论不矛盾的是()A．光电效应是瞬时发生的B．所有金属都存在极限频率C．光电流随着入射光增强而变大D．入射光频率越大，光电子最大初动能越大解析：选C光具有波粒二象性，既具有波动性又具有粒子性，光电效应证实了光的粒子性。

因为光子的能量是一份一份的，不能积累，所以光电效应具有瞬时性，这与光的波动性矛盾，A项错误；同理，因为光子的能量不能积累，所以只有当光子的频率大于金属的极限频率时，才会发生光电效应，B项错误；光强增大时，光子数量增多，所以光电流会增大，这与波动性无关，C项正确；一个光电子只能吸收一个光子，所以入射光的频率增大，光电子吸收的能量变大，所以最大初动能变大，D项错误。

3．[考查光电流的变化规律]如图所示是光电管的原理图，已知当有波长为λ0的光照到阴极K上时，电路中有光电流，则()A．若增加电路中电源电压，电路中光电流一定增大B．若将电源极性反接，电路中一定没有光电流产生C．若换用波长为λ1(λ1＞λ0)的光照射阴极K时，电路中一定没有光电流D．若换用波长为λ2(λ2＜λ0)的光照射阴极K时，电路中一定有光电流解析：选D光电流的强度与入射光的强度有关，当光越强时，光电子数目会增多，初始时电压增加光电流可能会增加，当达到饱和光电流后，再增大电压，光电流也不会增大了，故A错误；将电路中电源的极性反接，电子受到电场阻力，到达A极的数目会减小，则电路中电流会减小，甚至没有电流，故B错误；若换用波长为λ1(λ1＞λ0)的光，其频率有可能大于极限频率，电路中可能有光电流，故C错误；若换用波长为λ2(λ2＜λ0)的光，则其频率一定大于极限频率，电路中一定有光电流，故D正确。

高中物理| 17.2光的粒子性详解波粒二象性——光的粒子性1光电效应现象当光线照射在金属表面时，金属中有电子逸出的现象，称为光电效应。

逸出的电子称为光电子。

光电子定向移动形成的电流叫光电流。

1光电效应的实验规律1. 存在饱和电流光照不变，增大UAK，G 表中电流达到某一值后不再增大，即达到饱和值。

因为光照条件一定时，K 发射的电子数目一定。

实验表明：入射光越强，饱和电流越大，单位时间内发射的光电子数越多。

2. 存在遏止电压和截止频率U = 0 时，I ≠ 0，因为电子有初速度,加反向电压，如图所示：光电子所受电场力方向与光电子速度方向相反，光电子做减速运动。

若,则I=0，式中Uc 为遏止电压。

遏止电压Uc ：使光电流减小到零的反向电压光电效应伏安特性曲线实验表明：对于一定颜色(频率)的光, 无论光的强弱如何，遏止电压是一样的。

光的频率ν 改变时，遏止电压也会改变。

光电子的最大初动能只与入射光的频率有关，与入射光的强弱无关。

截止频率：对于每种金属，都有相应确定的截止频率νc 。

当入射光频率ν > νc 时，电子才能逸出金属表面；当入射光频率ν < νc 时，无论光强多大也无电子逸出金属表面。

3. 具有瞬时性实验结果：即使入射光的强度非常微弱，只要入射光频率大于被照金属的极限频率，电流表指针也几乎是随着入射光照射就立即偏转。

更精确的研究推知，光电子发射所经过的时间不超过10-9秒 ( 这个现象一般称作“光电子的瞬时发射”)。

勒纳德等人通过实验得出以下结论①对于任何一种金属，都有一个极限频率，入射光的频率必须大于这个极限频率，才能发生光电效应，低于这个频率就不能发生光电效应；②当入射光的频率大于极限频率时，入射光越强，饱和电流越大；③光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随着入射光的频率增大而增大；④入射光照到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过10-9秒。

逸出功W0：使电子脱离某种金属所做功的最小值，叫做这种金属的逸出功。

“光的粒子性”与“粒子的波动性”我们知道，光是由许多光子组成的，具有波粒二象性。

而大量、低频光子的行为反映出明显的波动性，而少量、高频光子的行为则反映出明显的粒子性。

光的波动性前已提及，光的粒子性则集中反映于光电效应以及胶片被少数光子感光的实验当中。

而且，任何运动物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，皆有一种波与之对应，即所谓德布罗意波。

本文拟对此问题的解决作一初步探讨。

一、破解依据欲解决上述“两类”问题，试归纳以下几条“依据”：㈠光电效应的规律：⑴条件：0νν＞；⑵W h E k -=νmax ——光电效应方程；⑶瞬时性：（10-9s ）；⑷I i ∝.㈡光子说：光子能量νh E =；其动量λh p =；其质量λc h c E m ==2。

㈢光速、波长和波长的关系：νλ=v 。

㈣物质波：即德布罗意波，其波长为p h =λ。

二、解题示例为解释光电效应现象，爱因斯坦提出光子说。

下面，我们先应用光子说和光电效应的规律，来分析和解决关于“光子”、“光电效应”的一些例题。

[例题1]（’04天津）人眼对绿光最为敏感。

正常人的眼睛接收到波长为530nm 的绿光时，只要每秒有6个绿光的光子射入瞳孔，眼睛就能察觉。

普朗克常量为s J ⋅⨯-341063.6，光速为s m /100.38⨯，则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是 （ ）A. 18103.2-⨯WB. 19108.3-⨯WC. 48100.7-⨯WD. 48102.1-⨯W[解析]首先，易知人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率为①t nE P ------=式中E 为单个光子的能量。

显然，②c h h E ----==λν再由①②式，代入已知数据即可求出)(103.21 10530100.31063.66189834WtnhcP---⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==λ因此，本题答案为：A。

[点拨]由例1解析可见，解答此类问题常用光子的能量公式和光速-频率和波长的关系。

2019届高三物理二轮复习带电粒子在重力、电场力作用下的运动题型归纳类型一、带电物体在静电场和重力场的复合场中运动时的能量守恒（1）带电物体只受重力和静电场力作用时，电势能、重力势能以及动能相互转化，总能 量守恒，即 +PG K P E E E +=电恒定值（2）带电物体除受重力和静电场力作用外，如果还受到其它力的作用时，电势能、重力 势能以及动能之和发生变化，此变化量等于其它力的功，这类问题通常用动能定理来解决。

例1、如图所示，实线为电场线，虚线为等势面，且相邻两等势面的电势差相等，一个正电荷在等势面U 3上时具有动能4210J -⨯，它运动到等势面U 1时，速度为零，令U 2=0，那么该点电荷的电势能为5410J -⨯时，其动能大小是多少？（设整个运动过程中只有电场力做功）【思路点拨】（1）确定每两个等势面之间的电势能的差值，（2）根据零势面，确定电势能零点，这是同一个等势面；（3）根据有一个已知量的等势面（零势面）确定总能量，（4）所求任意点的某能量就等于总能量减去这点的一个已知能量。

【答案】5610J -⨯【解析】在静电场中运动的电荷，它的机械能和电势能之和保持不变，即能量守恒，由此出发分析问题时比较方便。

由于每两个等势面之间的电势差相等，则电势能的差值也相等，又因为“一个正电荷在等势面U 3上时具有动能4210J -⨯，它运动到等势面U 1时，速度为零”，说明每两个等势面之间的电势能的差值为4110J -⨯，（也可以根据电场力做功来理解），令U 2=0，即设等势面U 2的电势能为零，则等势面U 1的电势能为4110J -⨯，等势面U 3的电势能为4110J --⨯，总的能量为444333210(110)110K P E E E E J J J ---==+=⨯+-⨯=⨯，则任意点M 的动能大小为 4553110410610KM PM E E E J ---=-=⨯-⨯=⨯。

【总结升华】本题各等势面的能量关系：等势面U 1的动能为0，电势能为4110J -⨯，总能量为4110J -⨯。

量子、光的粒子性【学习目标】1．了解黑体和黑体辐射的实验规律； 2．知道普朗克提出的能量子的假说．3．理解光电效应的实验规律及光电效应与电磁理论的矛盾；4．理解爱因斯坦的光子说及光电效应的解释，了解光电效应方程，并会用来解决简单问题． 【要点梳理】要点一、能量量子化 1．热辐射（1）定义：我们周围的一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关，所以叫热辐射． 物体在任何温度下，都会发射电磁波，温度不同，所发射的电磁波的频率、强度也不同．物理学中把这种现象叫做热辐射．（2）热辐射的特性：辐射强度按波长的分布情况随物体的温度而有所不同．当物体温度较低时（如室温），热辐射的主要成分是波长较长的电磁波（在红外线区域），不能引起人的视觉；当温度升高时，热辐射中较短波长的成分越来越强，可见光所占份额增大，如燃烧的炭块会发出醒目的红光．2．绝对黑体（简称黑体）（1）定义：在热辐射的同时，物体表面还会吸收和反射外界射来的电磁波．如果一个物体能够完全吸收入射到其表面的各种波长的电磁波而不发生反射，这种物体就是绝对黑体，简称黑体．所谓“黑体”是指能够全部吸收所有频率的电磁辐射的理想物体．绝对的黑体实际上是不存在的，但可以用某种装置近似地代替． （2）黑体辐射的实验规律：对于一般材料的物体，辐射的电磁波除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关．而黑体的辐射规律最为简单，黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关．随着温度的升高，一方面黑体辐射各种波长电磁波的本领都有所增加，另一方面辐射本领的极大值向波长较短的方向移动． 辐射强度3．普朗克能量量子化假说 （1）能量子．黑体的空腔壁是由大量振子（振动着的带电微粒）组成的，其能量只能是某一最小能量值ε的整数倍．例如可能是ε或2ε、3ε、…．当振子辐射或吸收能量时，也是以这个最小能量值为单位一份一份地进行．这个不可再分的最小能量值ε叫做能量子，h εν=，其中ν是电磁波的频率，h 是普朗克常量（346.62610J s h =⨯⋅－）． （2）能量的量子化．在微观世界里，能量不能连续变化，只能取分立值，这种现象叫做能量的量子化． （3）普朗克的量子化假设的意义．传统的电磁理论认为光是一种电磁波，能量是连续的，能量大小决定于波的振幅和光照时间．普朗克为了克服经典物理学对黑体辐射现象解释的困难而提出了能量子假说，普朗克的能量子假说，使人类对微观世界的本质有了全新的认识，对现代物理学的发展产生了革命性的影响．普朗克常量危是自然界最基本的常量之一，它体现了微观世界的基本特征． 4．什么样的物体可看成黑体（1）黑体是一个理想化的物理模型．（2）如图所示，如果在一个空腔壁上开一个很小的孔，那么射入小孔的电磁波在空腔内表面会发生多次反射和吸收，最终不能从空腔射出．这个小孔近似看成一个绝对黑体．（3）黑体看上去不一定是黑的，有些可看做黑体的物体由于自身有较强的辐射，看起来还会很明亮，如炼钢炉口上的小孔．一些发光体（如太阳、白炽灯丝）也被当作黑体来处理．要点二、光的粒子性 1．光电效应现象19世纪末赫兹用实验验证了麦克斯韦的电磁场理论，明确了光的电磁波说．但赫兹也最早发现了光电效应现象．如图所示。

2019年高考物理复习考点分类突破人教版选修3-4光的传播和光的波动性以及光的粒子性 本考点分为光的传播和光的波动性以及光的粒子性三部分,高考对本考点的考查一般以选项题的形式出现，重点放在考查光学一些重要的规律和概念上，注重课本，加强理解；“考课本”、“不回避陈题”是高考对光学命题的特点。

“联系实际、联系生活、联系高科技”已成为高考命题的新趋向；也是这几年光学命题的热点．目前高考中几何光学已淡化了“像”的概念，侧重于“光路”的考查（折射、全反射、棱镜等），一般是考查光线的去向的定性分析和定量计算问题；同时几何光学还常与力学中的直线运动、平抛运动、圆周运动、万有引力定律等相结合命题，考查学生的分析综合能力，估计以后高考试题不会有太大的变化，但会加强对光学的物理规律的理解和对物理现象、物理情景的分析能力的考查。

光的波动内容近两年命题频率较高，对光的波动性进行考查，主要是以干涉和衍射以及电磁波谱知识为要点,考查波动光学的一些初步理论、以及建立这些理论的实验基础和一些重要的物理现象；尤其是波动光学近年新增知识点有“双缝干涉的条纹间距与波长的关系”、 “光的偏振现象”、“物质波”、“激光的特性及应用”等也在高考中有所体现．光的粒子性主要考查光电效应规律理解和爱因斯坦光电效应方程的熟练应用．预测2019年高考本考点热点内容有：光的反射、反射定律；光的折射、折射定律、折射率、全反射；色散成因及规律；双缝干涉、薄膜干涉；公式△X=dl λ的含义；光的干涉、衍射、偏振；红外线、紫外线、X 射线、γ射线的性质及其应用；光电效应，νh =W+2υm ；对几何光学的考查，以定性和半定量为主，注重对物理规律的理解和对物理现象、物理情景分析能力的考查；平面镜问题和不同色光的折射率、全反射、光导纤维等问题要引起注意．光的本性考点主要是光的波动性、粒子性等知识的考查，与几何光学的综合也是考查重点内容之一，另外近代物理光学的初步理论，以及建立这些理论的实验基础和一些重要物理现象也要引起重视。