高考物理 专项复习 1.光电效应与能级跃迁（讲解版）

学霸推荐光电效应与能级跃迁知识体系梳理优秀同龄人的陪伴

让你的青春少走弯路光电效应与能级跃迁部分是选修3-5的重点内容，主要考察内容就是微观问题的理解和应用，同学要重视条件和特点，在这个基础上进行题型巩固。使用说明-内容说明01目

录梳理知识体系CONTENTS02解决经典问题实例PA

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1梳理知识体系DREAMOFTHEFUTURE光电效应与能级跃迁大

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架光电效应爱因斯坦光电效应方程光的波粒二象性与物质波光电效应与能级跃迁考点光电效应与能级跃迁大

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架1.定义照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出的现象。光电效应2.光电子光电效应中发射出来的电子。3.研究光电效应的电路图(如图1)：其中A是阳极。K是阴极。爱因斯坦光电效应方程4.光电效应规律光电效应与能级跃迁(1)每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产生光电效应。低于这个频率的光不能产生光电效应。光的波粒二象性与物质波(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考点光电效应与能级跃迁大

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架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。爱因斯坦光电效应方程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.遏止电压与截止频率(1)遏止电压：使光电流减小到零的反向电压Uc。(2)截止频率：能使某种金属发生光电效应的最小频率叫做该种金属的截止频率(又叫极限频率)。不同的金属对应着不同的极限频率。5.爱因斯坦光电效应方程(1)表达式：E

＝hν－W

。0k(2)物理意义：金属表面的电子吸收一个光子获得的能量是hν，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E

＝m

v2/2。0ke光电效应与能级跃迁大

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架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.物质波光的波粒二象性与物质波(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＝h/p，p为运动物体的动量，h为普朗克常量。光电效应与能级跃迁1.对光电效应的四点提醒大

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架(1)能否发生光电效应，不取决于光的强度而取决于光的频率。(2)光电效应中的“光”不是特指可见光，也包括不可见光。考点一ꢀ光电效应现象和光电效应方程的应用(3)逸出功的大小由金属本身决定，与入射光无关。(4)光电子不是光子，而是电子。考点2.两条对应关系(1)光强大→光子数目多→发射光电子多→光电流大；(2)光子频率高→光子能量大→光电子的最大初动能大。考点二ꢀ光电效应的图象分析3.定量分析时应抓住三个关系式考点三ꢀ光的波粒二象性、物质波(1)爱因斯坦光电效应方程：Ek＝hν－W0。(2)最大初动能与遏止电压的关系：E

＝eU

。kc(3)逸出功与极限频率的关系：W0＝hν0光电效应与能级跃迁大

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架考点一ꢀ光电效应现象和光电效应方程的应用考点考点二ꢀ光电效应的图象分析考点三ꢀ光的波粒二象性、物质波光电效应与能级跃迁大

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架考点一ꢀ光电效应现象和光电效应方程的应用光既具有波动性，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：考点考点二ꢀ光电效应的图象分析(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。考点三ꢀ光的波粒二象性、物质波光电效应与能级跃迁知识树原图PA

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2利用知识体系框架来解题DREAMOFTHEFUTURE经典例题1如图所示，用导线把验电器与锌板相连接，当用紫外线照射锌板时，发生的现象是(ꢀ)A.有光子从锌板逸出B.有电子从锌板逸出C.验电器指针张开一个角度D.锌板带负电答案解析1答案解析：用紫外线照射锌板是能够发生光电效应的，锌板上的电子吸收紫外线的能量从锌板表面逸出，称之为光电子，故A错误，B正确；锌板与验电器相连，带有相同电性的电荷，锌板失去电子应该带正电，且失去电子越多，带正电的电荷量越多，验电器指针张角越大，故C正确，D错误。经典例题2(多选)关于光电效应的产生以及现象，下列描述正确的是(ꢀꢀ)A.逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大B.对某金属来说，入射光波长必须大于一极限值，才能产生光电效应C.产生光电效应时从金属表面逸出的所有光电子的动能都相同D.一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，一定是入射光的光子能量太小答案解析2答案解析：根据爱因斯坦光电效应方程Ekm＝hν－W0可知，逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大，A正确；由光电效应方程可知入射光波长必须小于一极限值，才能产生光电效应，B错误；光电子的动能与入射光的频率和金属的种类以及逸出的方式有关，因此光电子的动能不一定都相同，C错误；能否发生光电效应与入射光的强度无关，与入射光的光子频率、光子能量有关，D正确。经典例题3有关光的本性，下列说法正确的是(ꢀꢀ)A.光既具有波动性，又具有粒子性，两种性质是不相容的B.光的波动性类似于机械波，光的粒子性类似于质点C.大量光子才具有波动性，个别光子只具有粒子性D.由于光既具有波动性，又具有粒子性，无法只用其中一种性质去说明光的一切行为，只能认为光具有波粒二象性答案解析3答案解析：光既具有波动性，又具有粒子性，但它又不同于宏观观念中的机械波和粒子。波动性和粒子性是光在不同情况下的不同表现，是同一客体的两个不同侧面、不同属性，我们无法用其中的一种性质去说明光的一切行为，只能认为光具有波粒二象性。PA

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3回顾落实DREAMOFTHEFUTURE要点①当入射光的频率大于金属极限频率，就能产生光电效应现象；②E

=hv-W

光电子最大初动能等于光子能量减去逸出功；K0③光同时具有波动性和粒子性，大量光子在一起主