知识框架

本章要点总结

（一）光电效应规律及光电效应的应用

有关光电效应的问题主要有两个方面：一是关于光电效应现象的判断，二是运用光电效应方程进行计算．求解光电效应问题的关键在于掌握光电效应规律，明确各概念之间的决定关系，准确把握它们的内在联系．

1．“光电子的动能”可以是介于0～Ekm 的任意值，只有从金属表面逸出的光电子才具有最大初动能，且随入射光频率增大而增大．

2．光电效应是单个光子和单个电子之间的相互作用产生的，金属中的某个电子只能吸收一个光子的能量，只有当电子吸收的能量足够克服原子核的引力而逸出时，才能产生光电效应

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3．入射光强度指的是单位时间内入射到金属表面单位面积上的光子的总能量，在入射光频率ν不变时，光强正比于单位时间内照到金属表面单位面积上的光子数，但若入射光频率不同，即使光强相同，单位时间内照到金属表面单位面积上的光子数也不相同，因而从金属表面逸出的光电子数也不相同(形成的光电流也不相同)．

（二）对光的波粒二象性的深层次理解

1．大量光子产生的效果显示出波动性，比如干涉、衍射现象中，如果用强光照射，在光屏上立刻出现了干涉、衍射条纹，波动性体现了出来；个别光子产生的效果显示出粒子性，如果用微弱的光照射，在屏上就只能观察到一些分布毫无规律的光点，粒子性充分体现；但是如果微弱的光在照射时间加长的情况下，在感光底片上的光点分布又会出现一定的规律性，倾向于干涉、衍射的分布规律．这些实验为人们认识光的波粒二象性提供了良好的依据．

2．光子和电子、质子等实物粒子一样，具有能量和动量，和其他物质相互作用时，粒子性起主导作用．

3．光子的能量与其对应的频率成正比，而频率是波动性特征的物理量，因此E＝hν，揭示了光的粒子性和波动性之间的密切联系．

4．对不同频率的光，频率低、波长长的光，波动性特征显著；而频率高、波长短的光，粒子性特征显著．

5．光在传播时体现出波动性，在与其他物质相互作用时体现出粒子性．

6．处理光的波粒二象性的关键是正确理解其二象性，搞清光波是一种概率波．

好题解析

1、如图所示，这是一个研究光电效应的电路图，下列叙述中正确的是(　　)

A．只调换电源的极性，移动滑片P，当电流表示数为零时，电压表示数为遏止电压U0的数值

B．保持光照条件不变，滑片P向右滑动的过程中，电流表示数将一直增大

C．不改变光束颜色和电路，增大入射光束强度，电流表示数会增大

D．阴极K需要预热，光束照射后需要一定的时间才会有光电流

【解题过程如图所示】

2．关于光的波粒二象性的说法中，正确的是(　　)

A．一束传播的光，有的光是波，有的光是粒子

B．光波与机械波是同种波

C．光的波动性是由光子间的相互作用而形成的

D．光是一种波，同时也是一种粒子，光子说并未否定电磁说，在光子能量E＝hν中，仍表现出波的特性

【解题】选D．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，而不是有的光是波，有的光是粒子，故A错误；光波是电磁波，故B错误；光波是概率波，个别光子的行为是随机的，表现为粒子性，大量光子的行为往往表现为波动性，不是由光子间的相互作用形成的，故C错误；光是一种波，同时也是一种粒子，在光子能量ε＝hν中，频率ν仍表示的是波的特性，它体现了光的波动性与粒子性的统一，故D正确．

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