高中物理必备知识点：波粒二象性7页

第十六章 波粒二象性
内容 要求 说明[来源:学_科_网]
93.普朗克能量子假说 黑体和黑
体辐射
I
94.光电效应 I
95.光的波粒二象性 物质波(2010
年 99.光的波粒二象性 物质波 概率波 不确定
关系)
I 德布罗意波长关系式的定
量计算不做要求
要点归纳
一、光电效应
1．定义：在光的照射下从物体发射出 电子 的现象(发射出的电子称为光电子)．
2．产生条件：入射光的频率 大于 极限频率．
3．光电效应规律
(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．
(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是瞬时的，一般不超过 10－9 s.
(4)当入射光的频率大于极限频率时， 光电流 的强度与入射光的强度成正比．
二、光电效应方程
1．基本物理量
(1)光子的能量：ε＝hν其中 h＝6.63×10－34 J·s(称为普朗克常量)．
(2)逸出功：使电子脱离某种金属所做功的 最小值 ．
(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动能的
最大值 ．
2．光电效应方程
爱因斯坦光电效应方程是根据 能量 守恒定律推导出来的．描述的是光电子的最大初动能 Ek
跟入射光子的能量 hν和逸出功 W 之间的关系：Ek＝ hν－W
三、波粒二象性、物质波
1．光的波粒二象性
(1)光电效应说明光具有粒子性，同时光还具有波动性，即光具有 波粒二象性 ．
(2)大量光子运动的规律表现出光的 波动 性，单个光子的运动表现出光的 粒子 性．
(3)光的波长越长，波动性越明显，越容易看到光的干涉和衍射现象．光波的频率越高，粒子
性越明显，穿透本领越强．
2．物质波
任何一个 运动 的物体，小到微观粒子，大到宏观物体，都有一种波与它相对应，
其波长等于 ，也称为 德布罗意波、物质波。
特别提示：物质波既不是机械波，也不是电磁波，物质波乃是一种概率波．[来源:学#科#网 Z#X#X#K]
h
mv

四、正确理解光电效应规律中的两个关系
1．光电子的最大初动能与入射光频率的关系
光电子的最大初动能 Ek，随入射光频率ν的增大而增大；由爱因斯坦光电效应方程知：Ek＝h
ν－W.
对于某一金属而言，逸出功 W 是一定值，普朗克常量 h 是一常数，故从上式可以看出，
最大初动能 Ek 与入射光频率ν成一次函数关系，但不是成正比的，函数图象如图 15－1－1.[来源:
学&科&网 Z&X&X&K]
当光照射到金属表面上时，能量为 E 的光子被电子
所吸收，电子把这个能量的一部分用来克服金属表面对
它的吸引，剩余部分就是电子离开金属表面时的初动能．
(1)由爱因斯坦的光电效应方程可知，只有当光子的能量
hν≥W 时才会有光电效应
讲解：极限频率~~
金属的逸出功不同，因此不同金属对应的极限频率也不同．
(2)电子吸收光子后能量立即增大 hν，不需要能量的积累过 程．
因此光电效应的发射几乎是瞬时的．
(3)电子每次只吸收一个光子，从能量守恒可知，光电子的最大初动能 Ek＝hν－W，且 Ek 随
频率的增大而增大，与光的强度无关．
2．光电流的大小跟入射光强度成正比
光电流的大小是由单位时间内从金属表面逸出的光电子数目决定的，而从金属表面逸出的光
电子数目由入射光子的数目决定，而与光子的频率无关．
[例题 1].对光电效应的解释正确的是(　　)
A．金属钠的每个电子可以吸收一个或一个以上的光子，当它积累的动能足够大时，就能逸出
金属
B．如果入射光子的能量小于金属表面的电子克服原子核的引力而逸出时所需做的最小功，便
不能发生光电效应
C．发生光电效应时，入射光越强，光子的能量就越大，光电子的最大初动能就越大
D．由于不同金属的逸出功是不相同的，因此使不同金属产生光电效应入射光的最低频率也不
同
解析：选 BD.按照爱因斯坦的光子说，光的能量是由光的频率决定的，与光强无关，入射光的
频率越大，发生光电效应时产生的光电子的最大初动能越大．但要使电子离开金属须使电子
具有足够的动能，而电子增加的动能只能来源于照射光的光子...