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第一讲 波粒二象性一、思维导图二、光电效应的典型规律1、最大初动能与入射光频率的关系——爱因斯坦的光电效应方程：0W h E K -=ν说明：本图象对应的函数式： 0W h E K -=ν,从图象可以看出极限频率——图线与横轴的交点坐标，图象是平行的是因为图线的斜率就是普朗克恒量h （1）截止频率ν0 = W 0/h ，截止频率与材料有关。
（2）仅当入射光频率ν>ν0（截止频率）时才发生光电效应，与入射光强无关 （3）当h ν0< W 0 时，电子不能脱离金属，因而没有光电流产生。
（4）光电效应是瞬时效应。
当光照射到金属表面时，几乎立即就有光电子逸出。
2、反向电压，截止电压U C 与入射光频率测反向遏止电压电路说明1：用光照射光电管，调节滑动变阻器的滑动头，电流表指针示数减小，当调到一定位置后，电流表示数为零，此时的电压表示数即为反向遏止电压，用U C表示。
说明2：图象是对应函数式：e Wh UC0 -=ν，所以从图象可以直接读出金属的极限频率，根据斜率可以算出普朗克恒量，根据纵轴截距可以推算出金属的逸出功。
3、正向电压，测饱和光电流强度（1）说明：用光照射光电管，调节滑动变阻器的滑动头，电流表指针示数增大，当调到一定位置后，再调节滑动触头，电流表示数不变，此时的电流表示数即为饱和光电流强度。
（2）解释：在同一频率(ν>ν0)下，饱和光电流强度I m 正比于入射光强P。
当频率一定时，入射光强P 越大，光子数目越多，则单位时间内产生光电子数目越多，饱和光电流强度就越大。
（3）说明：从图象①③可以看出同种光照射同种金属板对应的反向遏止电压相同，而饱和光电流强度随入射光强度增大而增大，从图象①②对于同种金属入射光的频率越高，反向遏止电压越大。
作业1.（2012上海卷）．根据爱因斯坦的"光子说"可知（）（A）"光子说"本质就是牛顿的"微粒说" （B）光的波长越大，光子的能量越小（C）一束单色光的能量可以连续变化（D）只有光子数很多时，光才具有粒子性2. (多选)【2015江苏】波粒二象性时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，它们的德布罗意波也相等3.(多选)【2015新课标II】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4.(多选) （2011上海）用极微弱的可见光做双缝干涉实验，随着时间的增加，在屏上先后出现如图(a)、(b)、(c)所示的图像，则（）(A)图像(a)表明光具有粒子性(B)图像(c)表明光具有波动性(C)用紫外光观察不到类似的图像(D)实验表明光是一种概率波5.【2014·江苏卷】已知钙和钾的截止频率分别为7.73×1014Hz和5.44×1011Hz，在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应，比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子，钙逸出的光电子具有较大的( )A．波长B．频率C．能量D．动量6. (2013高考江苏物理)如果一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等，则它们相等的物理量有（）（A）速度（B）动能（C）动量（D）总能量7.（2015•上海）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8.（2011上海）用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应，可能使该金属产生光电效应的措施是( )(A)改用频率更小的紫外线照射 (B)改用X射线照射(C)改用强度更大的原紫外线照射 (D)延长原紫外线的照射时间9. (多选)（2011广东）.光电效应实验中，下列表述正确的是（）A.光照时间越长光电流越大B.入射光足够强就可以有光电流C.遏止电压与入射光的频率有关D.入射光频率大于极限频率才能产生光电子10.(多选)（2014•海南）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，都能发生光电效应．对于这两个过程，下列四个物理过程中，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11.(多选)【2014·广东卷】在光电效应实验中，用频率为ν的光照射光电管阴极，发生了光电效应，下列说法正确的是（）A.增大入射光强度，光电流增大B.减小入射光的强度，光电效应现象消失C.改用频率小于ν的光照射，一定不发生光电效应D.改用频率大于ν的光照射，光电子的最大初动能变大12. (2013高考北京理综)以往我们认识的光电效应是单光子光电效应，即一个电子在极短时间内只能吸收到一个光子而从金属表面逸出。
波粒二象性一、光的电磁理论1．光是一种电磁波⑴ 光具有波的特性，在同一介质中光速v 、波长λ和频率ν之间满足：v λν=。
（请注意分清v 和ν这两个易混的字母）⑵ 在可见光中，各色光频率的大小关系是：ννννννν红绿橙黄青蓝紫＜＜＜＜＜＜。
典例精讲【例1.1】（2019春•南关区校级月考）光的 现象和光的 现象证明光是一种波，光的 现象证明光是横波。
2．介质对光速的影响⑴ 光在真空中的速度：83.010m/s c =⨯。
⑵ 光在不同的介质中的速度 由cn v =可知，介质的折射率越大，光速越小。
⑶ 不同色光在同一介质中的速度由三棱镜光的色散实验可知，同一介质对紫光的折射率最大，红光的最小。
再由cn v =得到，在同一介质中有：v v v v v v v 红绿橙黄青蓝紫＞＞＞＞＞＞。
二、光的粒子1．光电效应如图所示，把一块锌板连接在验电器上，手触锌板使验电器指示归零。
用紫外线照射锌板，发现验电器的指针张开。
物理学家赫兹（德国）、勒纳德（德国）、汤姆孙（英国）等相继进行了实验研究，证实了这样一个现象：照射到金属表面的光，能使金属表面的电子从表面逸出。
这个现象称为光电效应，这种电子常被称为光电子。
⑴ 光电效应实验规律① 任何一种金属，都有一个截止频率c ν，也称极限频率。
入射光的频率低于截止频率时不发生光电效应。
② 逸出光电子的动能只与入射光的频率有关，而与入射光的强弱无关。
入射光的频率越大，逸出光电子的动能就越大。
③ 对于一定颜色的光（c νν>），入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多。
④ 无论入射光（c νν>）怎样微弱，光电效应几乎是瞬时发生的。
⑵ 光电效应与经典电磁理论的冲突① 按照光的电磁理论，光是电磁波，是变化的电场与变化的磁场的传播。
入射光照射到金属上时，金属中的自由电子受变化电场的驱动力作用而做受迫振动，增大入射光的强度，光波的振幅增大，当电子做受迫振动的振幅足够大时，总可以挣脱金属束缚而逸出，成为光电子，不应存在极限频率。
