第十七章第2节光的粒子性

1、返回返回第二节第二节 光的粒子性光的粒子性 1光电效应光电效应 照射到金属表面的光，能使金属中的照射到金属表面的光，能使金属中的 从表面逸从表面逸出的现象。出的现象。 2光电子光电子 光电效应中发射出来的光电效应中发射出来的 。电子电子电子电子饱和饱和截止截止 瞬时性瞬时性 正确理解光电效应中的五组概念正确理解光电效应中的五组概念 1光子与光电子光子与光电子 光子指光在空间传播时的每一份能量，光子不带电，光电光子指光在空间传播时的每一份能量，光子不带电，光电子是金属表面受到光照射时发射出来的电子，其本质是电子，光子是金属表面受到光照射时发射出来的电子，其本质是电子，光子是光电效应的因，光电子是

2、果。子是光电效应的因，光电子是果。 2光电子的动能与光电子的最大初动能光电子的动能与光电子的最大初动能 光照射到金属表面时，光子的能量全部被电子吸收，电子吸光照射到金属表面时，光子的能量全部被电子吸收，电子吸收了光子的能量，可能向各个方向运动，需克服原子核和其他原收了光子的能量，可能向各个方向运动，需克服原子核和其他原子的阻碍而损失一部分能量，剩余部分为光电子的初动能；只有子的阻碍而损失一部分能量，剩余部分为光电子的初动能；只有金属表面的电子直接向外飞出时，只需克服原子核的引力做功，金属表面的电子直接向外飞出时，只需克服原子核的引力做功，才具有最大初动能。光电子的初动能小于或等于光电子的最大初

3、才具有最大初动能。光电子的初动能小于或等于光电子的最大初动能。动能。 3光子的能量与入射光的强度光子的能量与入射光的强度 光子的能量即每个光子的能量，其值为光子的能量即每个光子的能量，其值为Eh(为光子的频率为光子的频率)，其大小由光的频率决定。入射光的强度指单位时间内照射到金属表面其大小由光的频率决定。入射光的强度指单位时间内照射到金属表面单位面积上的总能量，入射光的强度等于单位时间内光子能量与入射单位面积上的总能量，入射光的强度等于单位时间内光子能量与入射光子数的乘积。光子数的乘积。 4光电流和饱和光电流光电流和饱和光电流 金属板飞出的光电子到达阳极，回路中便产生光电流，随着所加金属板飞出

4、的光电子到达阳极，回路中便产生光电流，随着所加正向电压的增大，光电流趋于一个饱和值，这个饱和值是饱和光电流，正向电压的增大，光电流趋于一个饱和值，这个饱和值是饱和光电流，在一定的光照条件下，饱和光电流与所加电压大小无关。在一定的光照条件下，饱和光电流与所加电压大小无关。 5.光的强度与饱和光电流光的强度与饱和光电流 饱和光电流与入射光强度成正比的规律是对频率相同的光照射金饱和光电流与入射光强度成正比的规律是对频率相同的光照射金属产生光电效应而言的，对于不同频率的光，由于每个光子的能量不属产生光电效应而言的，对于不同频率的光，由于每个光子的能量不同，饱和光电流与入射光强度之间没有简单的正比关系。

5、同，饱和光电流与入射光强度之间没有简单的正比关系。 3一束绿光照射某金属发生了光电效应，则下列说法正确的是一束绿光照射某金属发生了光电效应，则下列说法正确的是 ()A若增加绿光的照射强度，则逸出的光电子数增加若增加绿光的照射强度，则逸出的光电子数增加B若增加绿光的照射强度，则逸出的光电子的最大初动能增加若增加绿光的照射强度，则逸出的光电子的最大初动能增加C若改用紫光照射，则可能不会发生光电效应若改用紫光照射，则可能不会发生光电效应D若改用紫光照射，则逸出的光电子的最大初动能增加若改用紫光照射，则逸出的光电子的最大初动能增加解析：解析：光电效应的规律表明：入射光的频率决定是否发生光电效光电效应的

6、规律表明：入射光的频率决定是否发生光电效应以及发生光电效应时逸出的光电子的最大初动能的大小。当入应以及发生光电效应时逸出的光电子的最大初动能的大小。当入射光的频率增加后，逸出的光电子的最大初动能也增加，又紫光射光的频率增加后，逸出的光电子的最大初动能也增加，又紫光的频率高于绿光的频率，而增加光的照射强度，会使单位时间内的频率高于绿光的频率，而增加光的照射强度，会使单位时间内逸出的光电子数增加。故正确选项有逸出的光电子数增加。故正确选项有A、D。答案：答案：AD能量子能量子 光子光子 hvhvEkW0 EkhvW0 逸出功逸出功W0 最大初动能最大初动能 图图1712图图1713AB发生改变发生

7、改变 相同相同 大于大于 粒子粒子 图图1714 (2)康普顿效应进一步揭示了光的粒子性，也再次证明了爱因斯康普顿效应进一步揭示了光的粒子性，也再次证明了爱因斯坦光子说的正确性。坦光子说的正确性。5白天的天空各处都是亮的，是大气分子对太阳光散射的结果。白天的天空各处都是亮的，是大气分子对太阳光散射的结果。美国物理学家康普顿由于在这方面的研究而荣获了美国物理学家康普顿由于在这方面的研究而荣获了1927年的诺年的诺贝尔物理学奖。假设一个运动的光子和一个静止的自由电子碰贝尔物理学奖。假设一个运动的光子和一个静止的自由电子碰撞以后，电子向某一个方向运动，光子沿另一方向散射出去，撞以后，电子向某一个方向

8、运动，光子沿另一方向散射出去，则这个散射光子跟原来的光子相比则这个散射光子跟原来的光子相比 ()A频率变大频率变大B速度变小速度变小C光子能量变大光子能量变大 D波长变长波长变长解析：解析：光子与电子碰撞时，遵守动量守恒定律和能量守恒定律，光子与电子碰撞时，遵守动量守恒定律和能量守恒定律，自由电子被碰前静止，被碰后动量、能量增加，所以光子的动自由电子被碰前静止，被碰后动量、能量增加，所以光子的动量、能量减小。故选项量、能量减小。故选项D正确。正确。答案：答案：D答案：答案：A 例例2入射光照射到某金属表面上发生光电效应，若入射光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，而频率保

9、持不变，那么的强度减弱，而频率保持不变，那么 () A从光照射金属表面到发射出光电子之间的时间间隔将明从光照射金属表面到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加显增加 B逸出的光电子的最大初动能将减小逸出的光电子的最大初动能将减小 C单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少 D有可能不发生光电效应有可能不发生光电效应 解析解析根据光电效应的实验规律知，从光照射金属表面到光根据光电效应的实验规律知，从光照射金属表面到光电子发射的时间间隔极短，这与光的强度无关，故电子发射的时间间隔极短，这与光的强度无关，故A错误；实验规错误；实验规律还指出，逸出光电子的最大

10、初动能与入射光频率有关，光电流律还指出，逸出光电子的最大初动能与入射光频率有关，光电流与入射光强度成正比，由此可知，与入射光强度成正比，由此可知，B、D错误，错误，C正确。正确。 答案答案C2(2011广东高考广东高考)光电效应实验中，下列表述正确的是光电效应实验中，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入射光频率大于极限频率才能产生光电子答案：答案：CD图图1715思路点拨思路点拨求解此题应把握以下三点：求解此题应把握

11、以下三点：(1)正电荷定向移动的方向为电流的方向。正电荷定向移动的方向为电流的方向。(2)由光电效应方程求光电子的最大初动能。由光电效应方程求光电子的最大初动能。(3)光子数等于总电荷量与电子电量的比值。光子数等于总电荷量与电子电量的比值。1硅光电池是利用光电效应原理制成的器件。下列表述正硅光电池是利用光电效应原理制成的器件。下列表述正 确的是确的是 ()A硅光电池是把光能转变为电能的一种装置硅光电池是把光能转变为电能的一种装置B硅光电池中吸收了光子能量的电子都能逸出硅光电池中吸收了光子能量的电子都能逸出C逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率无关逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率无关D任意频率的光照射到硅光电池上都能产生光电效应任意频率的光照射到硅光电池上都能产生光电效应解析：解析：电池是把其他形式的能转化为电能的装置。而硅