第2章波和粒子章末总结一、量子论、光子说、光子能量的计算1．量子论德国物理学家普朗克提出：电磁波的发射和吸收是不连续的，是一份一份的，每一份电磁波的能量E＝hν.2．光子说爱因斯坦提出：空间传播的光也是不连续的，也是一份一份的，每一份称为一个光子，光子具有的能量与光的频率成正比，即E＝hν，其中h为普朗克常量，h＝6.63×10－34J·s.3．光的频率与波长的关系：ν＝.例1(多选)下列对光子的认识，正确的是()A．光子说中的光子就是牛顿在微粒说中所说的微粒B．光子说中的光子就是光电效应的光电子C．在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光量子，简称光子D．光子的能量跟光的频率成正比答案CD解析根据光子说，在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光量子，简称光子．而牛顿的“微粒说”中的微粒指宏观世界的微小颗粒．光电效应中，金属内的电子吸收光子后克服原子核的库仑引力等束缚，逸出金属表面，成为光电子，故A、B选项错误，C选项正确；由E＝hν知，光子能量E与其频率ν成正比，故D选项正确．二、光电效应的规律和光电效应方程1．光电效应的实验规律(1)任何一种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于等于这个极限频率，才能发生光电效应．低于极限频率时，无论光照强度多强，都不会发生光电效应．(2)光电子的最大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)入射光照射到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过10－9s.(4)当入射光的频率高于极限频率时，单位时间内从金属表面逸出的光电子数目与入射光的强度成正比．2．爱因斯坦光电效应方程Ekm＝hν－WW表示金属的逸出功，ν0表示金属的极限频率，则W＝hν0.例2如图1甲所示为研究光电效应的电路图．图1(1)对于某金属用紫外线照射时，电流表指针发生偏转．将滑动变阻器滑片向右移动的过程中，电流表的示数不可能________(选填“减小”、“增大”)．如果改用频率略低的紫光照射，电流表______(选填“一定”“可能”或“一定没”)有示数．(2)当用光子能量为5eV的光照射到光电管上时，测得电流表上的示数随电压变化的图像如图乙所示．则光电子的最大初动能为________J，金属的逸出功为______J.答案(1)减小可能(2)3.2×10－194.8×10－19解析(1)AK间所加的电压为正向电压，光电子在光电管中加速，滑动变阻器滑片向右移动的过程中，若光电流达到饱和，则电流表示数不变，若光电流没达到饱和电流，则电流表示数增大，所以滑动变阻器滑片向右移动的过程中，电流表的示数不可能减小，紫光照射可能会发生光电效应，所以电流表可能有示数．(2)由题图乙可知，当该装置所加的电压为反向电压，当电压为－2V时，电流表示数为0，得光电子的最大初动能为2eV，根据光电效应方程Ekm＝hν－W得W＝3eV＝4.8×10－19J.针对训练关于光电效应，以下说法正确的是()A．光电子的最大动能与入射光的频率成正比B．光电子的最大动能越大，形成的光电流越强C．能否产生光电效应现象，取决于入射光光子的能量是否大于金属的逸出功D．用频率是ν1的绿光照射某金属发生了光电效应，改用频率是ν2的黄光照射该金属一定不发生光电效应答案C解析由光电效应方程知，光电子的最大动能随入射光频率的增大而增大，但不是成正比关系，A错．光电流的强度与入射光的强度成正比，与光电子的最大动能无关，B错．用频率是ν1的绿光照射某金属发生了光电效应，改用频率是ν2的黄光照射该金属不一定不发生光电效应，能发生光电效应的条件是入射光光子的能量要大于金属的逸出功，D错，C对．三、用图像表示光电效应的规律1．Ekm－ν图像根据爱因斯坦光电效应方程Ekm＝hν－W，光电子的最大动能Ekm是入射光频率ν的一次函数，图像如图2所示．其横轴截距为金属的极限频率ν0，纵轴截距是金属的逸出功的负值，斜率为普朗克常量h.图22．I－U图像光电流强度I随光电管两极间电压U的变化图像如图3所示，图3图中Im为饱和光电流，U遏止为遏止电压．利用mev＝eU遏止可得光电子的最大动能．3．U遏止－ν图像遏止电压与入射光频率ν的关系图像如图4所示：图中的横轴截距ν0为极限频率，而遏止电压U遏止遏止...
