高中物理必备知识点：光的粒子性总结4页

17．2 科学的转折：光的粒子性
（一）知识巩固：
1．光电效应
概念：在光(包括不可见光)的照射下，从物体发射电子的现象叫做光电效
应。发射出来的电子叫做光电子。
2．光电效应的实验规律
（1）光电效应实验
光线经石英窗照在阴极上，便有电子逸出，光电子在电场作用下形成光电
流。
概念：遏止电压
将开关反接，电场反向，则光电子离开阴极后将受反向电场阻碍作用。
当 K、A 间加反向电压，光电子克服电场力作功，当电压达到某一值 Uc
时，光电流恰为 0。 Uc 称遏止电压。根据动能定理，有
（2）光电效应实验规律
① 光电流与光强的关系饱和光电流强度与入射光强度成正比。
② 截止频率νc ----极限频率
对于每种金属材料，都相应的有一确定的截止频率νc 。
当入射光频率ν>νc 时，电子才能逸出金属表面；当入射光频率ν <νc 时，无论光强
多大也无电子逸出金属表面。
③ 光电效应是瞬时的。从光开始照射到光电子逸出所需时间<10-9s。
3．光电效应解释中的疑难
经典理论无法解释光电效应的实验结果。
为了解释光电效应，爱因斯坦在能量子假说的基础上提出光子理论，提出了光量子假设。
4．爱因斯坦的光量子假设
（1）内容光不仅在发射和吸收时以能量为 hν的微粒形式出现，而且在空间传播时也是
如此。也就是说，频率为ν 的光是由大量能量为 E =hν的光子组成的粒子流，这些光子沿光
的传播方向以光速 c 运动。
（2）爱因斯坦光电效应方程在光电效应中金属中的电子吸收了光子的能量，一部分消耗
在电子逸出功 W0，另一部分变为光电子逸出后的动能 Ek 。由能量守恒可得出：
（3）爱因斯坦对光电效应的解释：
①光强大，光子数多，释放的光电子也多，所以光电流也大。
②电子只要吸收一个光子就可以从金属表面逸出，所以不需时间的累积。
③从方程可以看出光电子初动能和照射光的频率成线性关系
④从光电效应方程中，当初动能为零时，可得极限频率： [来源:学,科,网][来源:学科网]
5．康普顿效应
（1）光的散射
光在介质中与物质微粒相互作用，因而传播方向发生改变，这种现象叫做光的散射。
（2）康普顿效应 1923 年康普顿在做 X 射线通过物质散射的实验时，发现散射线中除有
与入射线波长相同的射线外，还有比入射线波长更长的射线，其波长的改变量与散射角有关，
h
W
c
0=ν
2
2
1
cevm ceU=
0WEh k +=ν
2mcE = λ
νν h
c
h
c
c
h
mcP ==•==∴
2
νhE =
2c
h
m
ν=∴

而与入射线波长和散射物质都无关。
例一:现有 a、b、c 三束单色光，其波长关系为λa>λb>λc，用 b 光束照射某种金属时，恰能
发生光电效应。若分别用 a 光束和 c 光束照射该金属，则可以断定 ( )
A。a 光速照射时，不能发生光电效应
B．c 光束照射时，不能发生光电效应
C．a 光束照射时，释放出的光电子数目最多
D．c 光束照射时，释放出的光电子的最大初动能最小 ．[来源:Z§xx§k.Com]
[解析] 由 a、b、c 三束单色光的波长关系λa>λb>λc，及波长、频率的关系知：三束单
色光的频率关系为：va<vb<vc。故当 b 光恰能使金属发生光电效应时，a 光必然不能使该金属
发生光电效应，c 光必然能使该金属发生光电效应，A 对，B 错；又因为发生光电效应时释放
的光电子数目与光照强度有关，光照越强，光电子数目越多，由于光照强度未知，所以光电
子数目无法判断，C 错；而光电子的最大初动能与入射光频率有关，频率越高，最大初动能越
大，所以 c 光照射时释放出的光电子的最大初动能最大，D 错，故正确答案为 A。
[答案] A
跟踪训练：已知某金属表面接受波长为λ和 2λ的单色光照射时，释放出光电子的最大初动能
分别为 30eV 和 10eV，求能使此种金属表面产生光电效应的入射光的极限波长为多少?
答案：4λ
课本例题 P36
课后练习：
1．在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连，用弧光灯照射锌板
时，验电器的指针张开了一个角度，如图所示，这时 ( )
A。锌板带正电，指针带负电
B．...