发布时间 : 星期日 文章第13章 第2课时光电效应 波粒二象性更新完毕开始阅读42254432c850ad02de8041f9
6.63×1034×4.27×1014
eV＝1.77 eV，D错误． －
1.6×1019－
答案 AC
突破训练2 (2011·新课标全国·35)在光电效应实验中，某金属的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. 答案
hchc?λ0－λ?
λ0eλ0λ解析 由光电效应方程知，光电子的最大初动能Ek＝hν－W0，其中金属的逸出功W0λ0－λhchchc
＝hν0，又由c＝λν知W0＝，用波长为λ的单色光照射时，其Ek＝－＝hc.
λ0λλ0λ0λEkhc?λ0－λ?
又因为eU＝Ek，所以遏止电压U＝＝. eeλ0λ考点三 对光的波粒二象性、物质波的考查
光既具有波动性，又具有粒子性，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，而贯穿本领越强．
(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． 例3 关于物质的波粒二象性，下列说法中不正确的是
( )
A．不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微粒都具有波粒二象性
B．运动的微观粒子与光子一样，当它们通过一个小孔时，都没有特定的运动轨道 C．波动性和粒子性，在宏观现象中是矛盾的、对立的，但在微观高速运动的现象中是统一的
D．实物的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性
解析 光具有波粒二象性是微观世界具有的特殊规律，大量光子运动的规律表现出光的波动性，而单个光子的运动表现出光的粒子性．光的波长越长，波动性越明显，光的频率越高，粒子性越明显．而宏观物体的德布罗意波的波长太小，实际很难观察到波动性，不是不具有波粒二象性． 答案 D
突破训练3 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3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
( )
图3
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 答案 D
解析 光具有波粒二象性，这些照片说明少量光子的运动显示粒子性，大量光子的运动显示波动性，故D正确．
53.用光电管研究光电效应的规律
例4 小明用金属铷为阴极的光电管，观测光电效应现象，实验装置示意图如图4甲所示．已
知普朗克常量h＝6.63×10
－34
J·s，结果保留三位有效数字．
图4
(1)图甲中电极A为光电管的______(填“阴极”或“阳极”)；
(2)实验中测得铷的遏止电压Uc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＝7.00×1014 Hz，则产生的光电子的最大初动能Ek＝________J.
解析 (1)由光电管的结构知，A为阳极；(2)Uc－ν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Ek＝hν－W0，可求结果． 答案 (1)阳极
(2)5.15×1014(5.10×1014～5.20×1014均可) 3.41×10可) (3)1.23×10
－19
－19
(3.38×10
－19
～3.45×10
－19
均
(1.19×10
－19
～1.26×10
－19
均可)
突破训练4 (2010·江苏单科·12C(1))研究光电效应的电路如图5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UAK的关系图象中，正确的是________．
图5
答案 C
解析 由于光的频率相同，所以对应的反向截止电压相同，选项A、B错误；发生光电效应时，在同样的加速电压下，光强度越大，逸出的光电子数目越多，形成的光电流越大，所以选项C正确，D错误．
1．常见电路(如图6所示)
图6
2．由Uc－ν图象得到的物理量：
(1)截止频率νc：图线与横轴的交点；
(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.(注：此时两极之间接反向电压)
高考题组
1．(2012·海南单科·19(1))产生光电效应时，关于逸出光电子的最大初动能Ek，下列说法正确
的是 ( )
A．对于同种金属，Ek与照射光的强度无关 B．对于同种金属，Ek与照射光的波长成反比 C．对于同种金属，Ek与光照射的时间成正比 D．对于同种金属，Ek与照射光的频率成线性关系
E．对于不同种金属，若照射光频率不变，Ek与金属的逸出功成线性关系 答案 ADE
解析 由Ek＝hν－W0知Ek与照射光的强度及照射时间无关，与ν成线性关系，故选项hc
A、D正确，C错误．由Ek＝－W0可知Ek与λ不成反比，故选项B错误．在hν不变
λ的情况下，Ek与W0成线性关系，故选项E正确．
2．(2013·北京·20)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．强激光的出现丰富了人们对于光电效应的认识，用强激光照射金属，由于其光子密度极大，一个电子在极短时间内吸收多个光子成为可能，从而形成多光子光电效应，这已被实验证实．
光电效应实验装置示意图如图7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可能是下列的(其中W为逸出功，h为普朗克常量，e为电子电量)
( )
图7
hνW
A．U＝－
eeC．U＝2hν－W 答案 B
12
解析 由光电效应方程可知：nhν＝W＋mvm(n＝2,3，4?)
212
在减速电场中由动能定理得：－eU＝0－mvm
2
① ②
2hνW
B．U＝－
ee5hνW
D．U＝－ 2ee