第1讲光电效应波粒二象性
学习目标1.理解光电效应的实验规律，会利用光电效应方程计算逸出功、最大初动能、截止频率等物理量。2.会分析光电效应的图像问题。3.理解物质波的概念，理解光的波粒二象性。
一、光电效应及其规律
1.光电效应现象
金属在光的照射下发射电子的现象，发射出来的电子叫________。
2.光电效应的产生条件
入射光的频率________金属的截止频率。
3.光电效应规律
(1)每种金属都有一个截止频率，入射光的频率必须________这个极限频率才能产生光电效应。
(2)光电子的最大初动能与入射光的________无关，只随入射光频率的增大而________。
(3)光电效应的发生几乎是瞬时的，一般不超过10－9s。
(4)当入射光的频率大于截止频率时，饱和光电流的大小与入射光的强度成________。
二、爱因斯坦光电效应方程
1.能量子
(1)定义：普朗克认为，当带电微粒辐射或吸收能量时，只能辐射或吸收某个最小能量值ε的____________，这个不可再分的最小能量值ε叫作能量子。
(2)能量子大小：ε＝____________，其中ν是带电微粒吸收或辐射电磁波的频率，h称为普朗克常量。h＝6.626×10－34J·s(一般取h＝6.63×10－34J·s)。
2.光子说：在空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，每一份叫作一个光子，光子的能量ε＝________。
3.逸出功W0：电子从金属中逸出所需做功的________。
4.最大初动能：发生光电效应时，金属表面上的________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。
5.光电效应方程：hν＝Ek＋W0或Ek＝________。
三、光的波粒二象性与物质波
1.光的波粒二象性
(1)光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有________性。
(2)光电效应说明光具有________性。
(3)光既具有波动性，又具有粒子性，即光具有________________。
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＝________，p为运动物体的动量，h为普朗克常量。
考点一光电效应规律的理解和应用
1.“四点”提醒
(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。
(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。
2.“两条”关系
(1)光的强度大→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→产生光电子的最大初动能大→遏止电压大。
3.“三个”关系式
(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：eq\f(1,2)meveq\o\al(2,c)＝eUc。
(3)逸出功与极限频率的关系：W0＝hνc。
例1用如图1所示的实验装置研究光电效应现象。用光子能量为2.75eV的光照射到光电管上时发生了光电效应，电流表G的示数不为零。移动滑动变阻器的滑片P，发现当电压表的示数大于或等于1.7V时，电流表示数为零，则在该实验中()
图1
A.光电子的最大初动能为1.05eV
B.光电管阴极的逸出功为1.7eV
C.开关S断开，电流表G示数为零
D.当滑动变阻器的滑片P由b端向a端滑动时，电压表示数增大
听课笔记
1.(2023·辽宁卷，6)原子处于磁场中，某些能级会发生劈裂，某种原子能级劈裂前后的部分能级图如图2所示，相应能级跃迁放出的光子分别设为①②③④。若用①照射某金属表面时能发生光电效应，且逸出光电子的最大初动能为Ek，则()
图2
A.①和③的能量相等
B.②的频率大于④的频率
C.用②照射该金属一定能发生光电效应
D.用④照射该金属逸出光电子的最大初动能小于Ek
2.如图3所示，分别用波长为λ、2λ的光照射光电管的阴极K，对应的遏止电压之比为3∶1，则光电管的极限波长是()
图3
A.2λ B.3λ
C.4λ D.6λ
考点二光电效应的四类图像问题
图像名称
图线形状
由图线直接(间接)得到的物理量
最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图线
①极限频率：图线与ν轴交点的横