第2節(jié)光電效應(yīng)課標(biāo)解讀課標(biāo)要求素養(yǎng)要求1.通過實(shí)驗(yàn)，了解光電效應(yīng)現(xiàn)象及其實(shí)驗(yàn)規(guī)律，以及光電效應(yīng)與電磁理論的矛盾。2.知道愛因斯坦光電效應(yīng)方程及其意義。3.了解康普頓效應(yīng)及其意義，了解光子的動(dòng)量。4.理解光的波粒二象性及其對(duì)立統(tǒng)一的關(guān)系，會(huì)用光的波粒二象性分析有關(guān)現(xiàn)象。1.物理觀念:知道光電效應(yīng)康普頓效應(yīng)、光子的概念以及光電效應(yīng)的規(guī)律，能解釋相關(guān)現(xiàn)象，樹立粒子性觀念。2.科學(xué)思維:掌握光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律并能應(yīng)用愛因斯坦光電效應(yīng)方程解釋相關(guān)規(guī)律，提高分析問題、解決問題的能力。3.科學(xué)探究:通過對(duì)光電效應(yīng)規(guī)律的探究，揭示實(shí)驗(yàn)規(guī)律，學(xué)會(huì)與他人合作交流，培養(yǎng)探究意識(shí)，提高實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/span>4.科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：培養(yǎng)實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和精神。自主學(xué)習(xí)·必備知識(shí)教材研習(xí)教材原句要點(diǎn)一光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律（1）存在截止頻率：當(dāng)入射光的頻率減小到某一數(shù)值時(shí)，光電流消失，這表明已經(jīng)沒有光電子了。稱為截止頻率或極限頻率。實(shí)驗(yàn)表明，不同金屬的截止頻率①不同。（2）存在飽和電流：在光照條件不變的情況下，隨著所加電壓的增大，光電流趨于一個(gè)飽和值。實(shí)驗(yàn)表明，在光的頻率不變的情況下，入射光越強(qiáng)，飽和電流②越大。（3）存在遏止電壓：使光電流減小到0的反向電壓③稱為遏止電壓。遏止電壓的存在意味著光電子具有一定的初速度。實(shí)驗(yàn)表明，同一種金屬對(duì)于一定頻率的光，無論光的強(qiáng)弱如何，遏止電壓都是一樣的。要點(diǎn)二逸出功要使電子脫離某種金屬，需要外界對(duì)它做功，做功的最小值叫作這種金屬的逸出功④，用表示。不同種類的金屬，其逸出功的大小也不相同。自主思考①在研究光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，利用紫外線照射鋅板無論光的強(qiáng)度如何變化，驗(yàn)電器都有張角，而用紅光照射鋅板，無論光的強(qiáng)度如何變化，驗(yàn)電器總無張角，這說明了什么？答案：提示說明存在截止頻率，金屬能否發(fā)生光電效應(yīng)，取決于入射光的頻率，與入射光的強(qiáng)度無關(guān)。②發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，電路中飽和電流的大小取決于入射光的強(qiáng)度，這種說法對(duì)嗎？答案：提示對(duì)，在發(fā)生光電效應(yīng)的條件下，入射光強(qiáng)度越大，飽和光電流越大。③用光照射光電管且能產(chǎn)生光電效應(yīng)，如果給光電管加上反向電壓，光電管中就沒有電流了嗎?答案：提示由于光電子具有一定的初速度，當(dāng)所加的電壓較小時(shí)，光電管中仍然有電流，當(dāng)電壓大于等于遏止電壓時(shí)，電路中無電流。④同一頻率的光照射不同金屬，如果都能產(chǎn)生光電效應(yīng)，則逸出功越大的金屬產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能也越大嗎？答案：提示同一頻率的光照射到不同金屬上時(shí)，因各種金屬的逸出功不相同，產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能也不相同，逸出功越小，電子擺脫金屬的束縛也越容易，電子脫離金屬表面時(shí)的初動(dòng)能越大。名師點(diǎn)睛對(duì)光電效應(yīng)規(guī)律的理解（1）光電子的最大初動(dòng)能與入射光頻率有關(guān)，與光的強(qiáng)弱無關(guān)。只有當(dāng)時(shí)，才有光電子逸出。（2）電子一次性吸收光子的全部能量，不需要積累能量的時(shí)間。（3）對(duì)于同種顏色的光，光較強(qiáng)時(shí)，包含的光子數(shù)較多，照射金屬時(shí)產(chǎn)生的光電子較多，因而飽和電流較大。互動(dòng)探究·關(guān)鍵能力見學(xué)用162頁探究點(diǎn)一光電效應(yīng)及其實(shí)驗(yàn)規(guī)律情境探究1.如圖是研究光電效應(yīng)的電路，陰極和陽極是密封在真空玻璃管中的兩個(gè)電極，用銫做成，陰極在受到光照時(shí)能夠發(fā)射光電子。電源加在和之間的電壓大小可以調(diào)整，正負(fù)極也可以對(duì)調(diào)。完成以下探究。（1）保持、間電壓一定，在光的頻率不變的情況下，改變?nèi)肷涔獾膹?qiáng)度，光電流大小怎樣變化？（2）保持、間電壓一定，再將光的強(qiáng)度保持不變，更換濾光片以改變?nèi)肷涔獾念l率，使光按藍(lán)光→綠光→紅光變化，會(huì)發(fā)現(xiàn)在藍(lán)光、綠光照射下有光電流，紅光照射下卻沒有光電流，這說明什么？（3）在藍(lán)光的照射下，在、間加反向電壓，逐漸增大電壓，直至電流為0。改變藍(lán)光入射的強(qiáng)度，重復(fù)上述操作記錄下遏止電壓的值；然后維持光照強(qiáng)度不變，改變?nèi)肷涔忸l率，先采用藍(lán)光為入射光，再換用綠光，記錄下各個(gè)遏止電壓，會(huì)發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律？（4）遏止電壓不同反映了什么？答案：（1）提示入射光越強(qiáng)，光電流越大，說明入射光單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射的光子數(shù)多，光電子個(gè)數(shù)只與光的強(qiáng)度有關(guān)。（2）提示在藍(lán)光、綠光照射下有光電流，紅光則沒有，說明入射光的頻率低于某一頻率時(shí)將不能產(chǎn)生光電效應(yīng)，即金屬能否發(fā)生光電效應(yīng)，取決于入射光的頻率。（3）提示用藍(lán)光照射，不管光強(qiáng)如何，遏止電壓相等；由藍(lán)光換成綠光，遏止電壓減小，說明遏止電壓與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，只與入射光的頻率有關(guān)。（4）提示遏止電壓的大小對(duì)應(yīng)著光電子的最大初動(dòng)能，其關(guān)系為。遏止電壓不同說明光電子最大能量只與入射光頻率有關(guān)。探究歸納1.光電效應(yīng)中的幾組概念的理解兩組對(duì)比概念說明光子光電子光子指光在空間傳播時(shí)的每一份能量，光子不帶電，光電子是金屬表面受到光照射時(shí)發(fā)射出來的電子，其本質(zhì)是電子，光子是光電效應(yīng)的因，光電子是果光電子的初動(dòng)能光電子的最大初動(dòng)能光照射到金屬表面時(shí)，光子的能量全部被電子吸收，電子吸收了光子的能量，可能向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，需克服原子核和其他原子的阻礙而損失一部分能量，剩余部分為光電子的初動(dòng)能；只有金屬表面的電子直接向外飛出時(shí)，只需克服原子核的引力做功，才具有最大初動(dòng)能。光電子的初動(dòng)能小于或等于光電子的最大初動(dòng)能光子的能量入射光的強(qiáng)度光子的能量即每個(gè)光子的能量，其值為為光子的頻率)，其大小由光的頻率決定。入射光的強(qiáng)度指單位時(shí)間內(nèi)照射到金屬表面單位面積上的總能量，入射光的強(qiáng)度等于單位時(shí)間照射到金屬表面單位面積上內(nèi)光子能量與入射光子數(shù)的乘積光電流飽和電流金屬板飛出的光電子到達(dá)陽極，回路中便產(chǎn)生光電流，隨著所加正向電壓的增大，光電流增大，但光電流趨于一個(gè)飽和值，這個(gè)飽和值是飽和電流，在一定的光照條件下，飽和電流與所加電壓大小無關(guān)光的強(qiáng)度飽和電流飽和光電流與入射光強(qiáng)度成正比的規(guī)律是對(duì)頻率相同的光照射金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)而言的，對(duì)于不同頻率的光，由于每個(gè)光子的能量不同，飽和電流與入射光強(qiáng)度之間沒有簡單的正比關(guān)系2.光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律（1）發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，入射光越強(qiáng)，飽和電流越大，即入射光越強(qiáng)，單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)越多。（2）光電子的最大初動(dòng)能（或遏止電壓）與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，只與入射光的頻率有關(guān)。入射光的頻率越高，光電子的最大初動(dòng)能越大，但最大初動(dòng)能與頻率不成正比。（3）每一種金屬都有一個(gè)截止頻率（或極限頻率），入射光的頻率必須大于才能發(fā)生光電效應(yīng)。頻率低于的入射光，無論光的強(qiáng)度有多大，照射時(shí)間有多長，都不能發(fā)生光電效應(yīng)。不同金屬的截止頻率不同。（4）光電效應(yīng)具有瞬時(shí)性。3.光電效應(yīng)與經(jīng)典電磁理論的矛盾項(xiàng)目經(jīng)典電磁理論光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果矛盾1按照光的經(jīng)典電磁理論，不論入射光的頻率是多少，只要光強(qiáng)足夠強(qiáng)，總可以使電子獲得足夠的能量從而發(fā)生光電效應(yīng)如果光的頻率小于金屬的極限頻率，無論光強(qiáng)多大，都不會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)矛盾2光越強(qiáng)，電子可獲得更多的能量，光電子的最大初動(dòng)能也應(yīng)該越大，所以遏止電壓與光強(qiáng)有關(guān)遏止電壓與光強(qiáng)無關(guān)，與頻率有關(guān)矛盾3光越強(qiáng)時(shí)，電子能量積累的時(shí)間就短，光越弱時(shí)，能量積累的時(shí)間就長當(dāng)入射光照射到光電管的陰極時(shí)，無論光強(qiáng)怎樣微弱，幾乎在一開始就產(chǎn)生了光電子探究應(yīng)用例（多選）如圖所示為研究光電效應(yīng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)電路，電源的兩個(gè)電極分別與接線柱、連接。用一定頻率的單色光照射光電管時(shí)，靈敏電流計(jì)的指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，而且另一頻率的單色光照射該光電管時(shí)，靈敏電流計(jì)的指針不偏轉(zhuǎn)。下列說法正確的是(      )A.光的頻率一定大于光的頻率B.源正極可能與接線柱連接C.用光照射光電管時(shí)，一定沒有發(fā)生光電效應(yīng)D.若靈敏電流計(jì)的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則電流方向一定是由答案： ; ; 解析：電源的接法不知道，可能為負(fù)向電壓，即電源的正極與接線柱連接，對(duì)光電子做負(fù)功，單色光照射光電管能夠使靈敏電流計(jì)偏轉(zhuǎn)，說明光電子的動(dòng)能大，光的頻率大；光照射光電管不能使靈敏電流計(jì)偏轉(zhuǎn)，可能發(fā)生了光電效應(yīng)，只不過是產(chǎn)生的光電子動(dòng)能小，無法到達(dá)陽極，即光的頻率小，故、兩項(xiàng)正確，項(xiàng)錯(cuò)誤；電流的方向與負(fù)電荷定向移動(dòng)的方向相反，若靈敏電流計(jì)的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則電流方向一定是由，故項(xiàng)正確。解題感悟光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)規(guī)律的理解要點(diǎn)（1）實(shí)驗(yàn)中電流計(jì)不偏轉(zhuǎn)可能是沒發(fā)生光電效應(yīng)，也可能發(fā)生了光電效應(yīng)但光電流為零。（2）增大光的強(qiáng)度不會(huì)改變最大初動(dòng)能，只能增加光電子數(shù)。（3）根據(jù)電子的移動(dòng)方向可明確電流的方向，注意電流的方向與電子的定向移動(dòng)方向相反。遷移應(yīng)用1.（2021甘肅金昌一中高三月考）如圖所示為用光電管研究光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)的電路圖，現(xiàn)用頻率為的光照射陰極，電流表中有電流通過，電路中的滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭為。下列說法正確的是(      )A.當(dāng)移動(dòng)到端時(shí)，電流表中一定無電流通過B.向端滑動(dòng)的過程，電流表示數(shù)可能不變C.改用頻率小于的光照射，電流表中一定有電流通過D.改用頻率大于的光照射，電流表中可能無電流通過答案：解析：當(dāng)移動(dòng)到端時(shí)，由光電效應(yīng)，仍然有光電流產(chǎn)生，電流表中仍有電流通過，項(xiàng)錯(cuò)誤；滑動(dòng)觸頭向端滑動(dòng)的過程，陽極吸收光電子的能力增強(qiáng)，光電流會(huì)增大，當(dāng)射出的所有光電子都能到達(dá)陽極時(shí)，光電流達(dá)到最大，即飽和電流，若在滑動(dòng)前，光電流已經(jīng)達(dá)到飽和，則向端滑動(dòng)的過程中，電流表示數(shù)不變，項(xiàng)正確；因?yàn)椴恢狸帢O的截止頻率，所以改用頻率小于的光照射時(shí)，不一定能發(fā)生光電效應(yīng)，電流表中不一定有電流通過，項(xiàng)錯(cuò)誤；改用頻率大于的光照射時(shí)，依然能夠發(fā)生光電效應(yīng)，電流表中一定有電流通過，項(xiàng)錯(cuò)誤。2.在研究光電效應(yīng)現(xiàn)象時(shí)，先后用兩種不同色光照射同一光電管，所得的光電流與光電管兩端所加電壓間的關(guān)系曲線如圖所示，下列說法正確的是(      )A.色光乙的頻率小、光強(qiáng)大B.色光乙的頻率大、光強(qiáng)大C.若色光乙的強(qiáng)度減為原來的一半，無論電壓多大，色光乙產(chǎn)生的光電流一定比色光甲產(chǎn)生的光電流小D.若另一光電管所加的正向電壓不變，色光甲能產(chǎn)生光電流，則色光乙一定能產(chǎn)生光電流答案：解析：由題中圖像可得用色光乙照射光電管時(shí)遏止電壓大，所以色光乙的頻率大。由題中圖像可知，色光甲的飽和光電流大于色光乙的飽和光電流，故色光甲的光強(qiáng)大于色光乙的光強(qiáng)，、項(xiàng)錯(cuò)誤；如果使色光乙的強(qiáng)度減半，則只是色光乙的飽和光電流減小，在特定的電壓下，色光乙產(chǎn)生的光電流不一定比色光甲產(chǎn)生的光電流小，項(xiàng)錯(cuò)誤；因色光乙的頻率大于色光甲的，故另一個(gè)光電管加一定的正向電壓，如果色光甲能使該光電管產(chǎn)生光電流，則色光乙一定能使該光電管產(chǎn)生光電流，項(xiàng)正確。探究點(diǎn)二光電效應(yīng)方程的理解和應(yīng)用情境探究1.用如圖所示的裝置研究光電效應(yīng)現(xiàn)象，某同學(xué)用光子能量為的光照射到光電管上時(shí)發(fā)生了光電效應(yīng)，電流表的示數(shù)不為零，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表的示數(shù)大于或等于時(shí)，電流表示數(shù)為0。（1）光電子的最大初動(dòng)能是多少？遏止電壓為多少？光電管陰極的逸出功又是多少？（2）當(dāng)滑動(dòng)觸頭向端滑動(dòng)時(shí)，光電流怎樣變化？（3）當(dāng)入射光的頻率增大時(shí)，光電子的最大初動(dòng)能如何變化？遏止電壓如何變化？（4）愛因斯坦光電效應(yīng)方程給出了光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率ν的關(guān)系，但是，很難直接測(cè)量光電子的動(dòng)能，容易測(cè)量的是遏止電壓，怎樣得到與、的關(guān)系？答案：（1）提示遏止電壓就是使光電流減小到0的反向電壓，即；光電子的最大初動(dòng)能；根據(jù)愛因斯坦的光電效應(yīng)方程可得。（2）提示當(dāng)滑動(dòng)觸頭向端滑動(dòng)時(shí)，反向電壓減小，光電流變大。（3）提示根據(jù)愛因斯坦的光電效應(yīng)方程，變大，變大；又根據(jù)，遏止電壓變大。（4）提示遏止電壓與最大初動(dòng)能的關(guān)系式：，光電效應(yīng)方程。將以上兩個(gè)方程整理得。探究歸納1.光電效應(yīng)方程的理解（1）方程中的是光電子的最大初動(dòng)能，就某個(gè)光電子而言，其離開金屬時(shí)剩余動(dòng)能大小可以是范圍內(nèi)的任何數(shù)值。（2）光電效應(yīng)方程實(shí)質(zhì)上是能量守恒方程。能量為的光子被電子吸收，電子把這些能量的一部分用來克服金屬表面對(duì)它的吸引，另一部分就是電子離開金屬表面時(shí)的動(dòng)能。如果克服吸引力做功最少為，則電子離開金屬表面時(shí)動(dòng)能最大為，根據(jù)能量守恒定律可知：。（3）光電效應(yīng)方程包含了產(chǎn)生光電效應(yīng)的條件。若發(fā)生光電效應(yīng)，則光電子的最大初動(dòng)能必須大于零，即，亦即，，而恰好是光電效應(yīng)的截止頻率。2.光電效應(yīng)幾種圖像的對(duì)比圖像名稱圖線形狀由圖線直接（間接）得到的物理量最大初動(dòng)能與入射光頻率ν的關(guān)系圖線①極限頻率：圖線與ν軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)②逸出功：圖線與軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)的絕對(duì)值 ③普朗克常量：圖線的斜率顏色相同、強(qiáng)度不同的光，光電流與電壓的關(guān)系①遏止電壓：圖線與橫軸的交點(diǎn)②飽和電流：電流的最大值③最大初動(dòng)能：顏色不同時(shí)，光電流與電壓的關(guān)系①遏止電壓、②飽和電流③最大初動(dòng)能，遏止電壓與入射光頻率ν的關(guān)系圖線①極限頻率：圖線與橫軸的交點(diǎn)②遏止電壓：隨入射光頻率的增大而增大③普朗克常量：等于圖線的斜率與電子電荷量的乘積，即（注：此時(shí)兩極之間接反向電壓）3.光電效應(yīng)規(guī)律中的兩條線索、兩個(gè)關(guān)系（1）兩條線索（2）兩個(gè)關(guān)系光強(qiáng)→光子數(shù)目多→發(fā)射光電子多→光電流大；光子頻率高→光子能量大→產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能大。探究應(yīng)用例（多選）（2021江蘇鹽城中學(xué)高三月考）利用如圖所示的電路研究光電效應(yīng)現(xiàn)象，其中電極由某種金屬制成，其逸出功為，用某一頻率的光照射時(shí)，逸出光電子的最大初動(dòng)能為，電流表的示數(shù)為。已知普朗克常量約為，下列說法正確的是(      )A.該金屬發(fā)生光電效應(yīng)的極限頻率約為B.若入射光頻率減半，將不發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象C.若入射光頻率加倍，電流表的示數(shù)變?yōu)?/span>D.若入射光頻率加倍，遏止電壓的大小將變?yōu)?/span>答案： ; 解析：根據(jù)得該金屬發(fā)生光電效應(yīng)的極限頻率約為，故項(xiàng)正確；由光電效應(yīng)方程可得，若入射光頻率減半即，小于該金屬發(fā)生光電效應(yīng)的極限頻率，則不能發(fā)生光電效應(yīng)，故項(xiàng)正確；在能發(fā)生光電效應(yīng)的前提下，電流表的示數(shù)與光電管的電壓和入射光的強(qiáng)度有關(guān)，與入射光的頻率無關(guān)，故項(xiàng)錯(cuò)誤；頻率加倍前，入射光的能量，頻率加倍后，入射光能量為，最大初動(dòng)能為，根據(jù)，可知遏止電壓的大小為，故項(xiàng)錯(cuò)誤。遷移應(yīng)用1.（多選）（2021四川內(nèi)江六中高三開學(xué)考試）用圖甲所示的裝置研究光電效應(yīng)，閉合開關(guān)，用頻率為ν的光照射光電管時(shí)發(fā)生了光電效應(yīng)。圖乙是該光電管發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)光電子的最大初動(dòng)能與入射光頻率的關(guān)系圖像，圖線與橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為，與縱軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為。下列說法正確的是(      )A.該光電管陰極的極限頻率為B.普朗克常量為C.斷開開關(guān)后，靈敏電流表的示數(shù)一定為零D.僅增大入射光的頻率，則遏止電壓也隨之增大答案： ; 解析：根據(jù)光電效應(yīng)方程，當(dāng)時(shí)，對(duì)應(yīng)的值是極限頻率，此時(shí)，所以該光電管陰極的極限頻率為，項(xiàng)正確；根據(jù)光電效應(yīng)方程，圖線的斜率即普朗克常量，項(xiàng)錯(cuò)誤；沒有外加電壓，只要能發(fā)生光電效應(yīng)，光電子就能到達(dá)另一極板，靈敏電流表示數(shù)就不為零，項(xiàng)錯(cuò)誤；僅增大入射光頻率，能量增大，最大初動(dòng)能增大，，遏止電壓也隨之增大，故項(xiàng)正確。探究點(diǎn)三康普頓效應(yīng)情境探究1.康普頓效應(yīng)證實(shí)了光子不僅具有能量，也有動(dòng)量。如圖給出了光子與靜止電子碰撞后，電子的運(yùn)動(dòng)方向。（1）則碰后光子可能沿圖中1、2、3中哪個(gè)方向運(yùn)動(dòng)。（2）碰后光子的波長怎樣變化？答案：（1）提示因光子與電子在碰撞過程中動(dòng)量守恒，所以碰撞之后光子和電子的總動(dòng)量的方向與光子碰前動(dòng)量的方向一致，可知碰后光子運(yùn)動(dòng)的方向可能沿1方向，不可能沿2或3方向。（2）提示通過碰撞，光子將一部分能量轉(zhuǎn)移給電子，能量減少，由知，頻率變小，再根據(jù)知，波長變長。探究歸納1.康普頓效應(yīng)的幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)（1）光電效應(yīng)主要用于電子吸收光子的問題；而康普頓效應(yīng)主要用于討論光子與電子碰撞且沒有被電子吸收的問題。（2）光子不僅具有能量，也具有動(dòng)量，在與其他微粒作用過程中遵循能量守恒定律和動(dòng)量守恒定律。（3）假定射線光子與電子發(fā)生彈性碰撞。光子和電子相碰撞時(shí)，光子有一部分能量傳給電子，散射光子的能量減少，于是散射光的波長大于入射光的波長。（4）康普頓效應(yīng)進(jìn)一步揭示了光的粒子性，也再次證明了愛因斯坦光子說的正確性。2.光子的能量和動(dòng)量能量和動(dòng)量是描述物質(zhì)的粒子性的重要物理量；波長 λ和頻率是描述物質(zhì)的波動(dòng)性的典型物理量。和揭示了光的粒子性和波動(dòng)性之間的密切關(guān)系。探究應(yīng)用例  (多選)美國物理學(xué)家康普頓在研究石墨對(duì)射線的散射時(shí)，發(fā)現(xiàn)在散射的射線中，除了與入射波長相同的成分外，還有波長大于的成分，這個(gè)現(xiàn)象稱為康普頓效應(yīng)。關(guān)于康普頓效應(yīng)，以下說法正確的是(      )A.康普頓效應(yīng)說明光子具有動(dòng)量B.康普頓效應(yīng)現(xiàn)象說明光具有波動(dòng)性C.康普頓效應(yīng)現(xiàn)象說明光具有粒子性D.當(dāng)光子與晶體中的電子碰撞后，其能量增加答案： ; 解析：康普頓效應(yīng)說明光具有粒子性，項(xiàng)錯(cuò)誤，、項(xiàng)正確；光子與晶體中的電子碰撞時(shí)滿足動(dòng)量守恒和能量守恒，故二者碰撞后，光子要把部分能量轉(zhuǎn)移給電子，光子的能量會(huì)減少，項(xiàng)錯(cuò)誤。遷移應(yīng)用1.科學(xué)研究證明，光子有能量也有動(dòng)量，當(dāng)光子與電子碰撞時(shí)，光子的一些能量轉(zhuǎn)移給了電子。假設(shè)光子與電子碰撞前的波長為，碰撞后的波長為，則碰撞過程中(      )A.能量守恒，動(dòng)量守恒，且B.能量不守恒，動(dòng)量不守恒，且C.能量守恒，動(dòng)量守恒，且D.能量守恒，動(dòng)量守恒，且答案：解析：光子與電子碰撞時(shí)遵循動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律。光子與電子碰撞前光子的能量，當(dāng)光子與電子碰撞時(shí)，光子的一些能量轉(zhuǎn)移給了電子，光子的能量，由，可知，項(xiàng)正確。2.已知波長為λ的光子能量為，動(dòng)量為，為普朗克常量，為光在真空中的傳播速度。科研人員用強(qiáng)激光豎直向上照射一水平放置的小玻璃片，激光子全部被吸收，產(chǎn)生的“光壓”把小玻璃片托在空中。若小玻璃片質(zhì)量為，重力加速度為，則激光的發(fā)射功率為(      )A.B.C.D.答案：解析：由題得（式中為單位時(shí)間照射到玻璃片上的光子數(shù)），經(jīng)過時(shí)間，以入射的光子為研究對(duì)象，由動(dòng)量定理得，又有，因?yàn)椴ＡО屐o止，則有，聯(lián)立解得，故項(xiàng)正確。探究點(diǎn)四光的波粒二象性情境探究1.科學(xué)家在對(duì)光的本性的認(rèn)識(shí)的過程中先后進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn)，比如：光的單縫衍射實(shí)驗(yàn)（圖甲）、光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)（圖乙）、光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)（圖丙）、光的薄膜干涉實(shí)驗(yàn)（圖?。?、康普頓效應(yīng)實(shí)驗(yàn)。（1）在以上實(shí)驗(yàn)中哪些體現(xiàn)了光的波動(dòng)性，哪些體現(xiàn)了光的粒子性？（2）光的波動(dòng)性和光的粒子性是否矛盾？答案：（1）提示單縫衍射、雙縫干涉、薄膜干涉體現(xiàn)了光的波動(dòng)性；光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)體現(xiàn)了光的粒子性。（2）提示不矛盾，大量光子在傳播過程中顯示波動(dòng)性，比如干涉和衍射；當(dāng)光與物質(zhì)發(fā)生作用時(shí)顯示出粒子性，如光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)。探究歸納1.光本性學(xué)說的發(fā)展簡史學(xué)說名稱微粒說波動(dòng)說電磁說光子說波粒二象性代表人物牛頓惠更斯麥克斯韋愛因斯坦—實(shí)驗(yàn)依據(jù)光的直線傳播、光的反射光的干涉、衍射能在真空中傳播，是橫波，光速等于電磁波的速度光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)光既有波動(dòng)現(xiàn)象，又有粒子特征內(nèi)容要點(diǎn)光是一群彈性粒子光是一種機(jī)械波光是一種電磁波光是由一份一份光子組成的光是具有電磁本性的物質(zhì)，既有波動(dòng)性，又有粒子性2.對(duì)光的波粒二象性的理解項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)表現(xiàn)說明光的波動(dòng)性干涉和衍射（1）光子在空間各點(diǎn)出現(xiàn)的可能性大小可用波動(dòng)規(guī)律來描述（2）足夠能量的光在傳播時(shí)，表現(xiàn)出波的性質(zhì)（1）光的波動(dòng)性是光子本身的一種屬性，不是光子之間相互作用產(chǎn)生的（2）光的波動(dòng)性不同于宏觀觀念的波光的粒子性光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)（1）當(dāng)光同物質(zhì)發(fā)生作用時(shí)，這種作用是“一份一份”進(jìn)行的，表現(xiàn)出粒子的性質(zhì)（2）少量或個(gè)別光子容易顯示出光的粒子性（1）粒子的含義是“不連續(xù)”“一份一份”的（2）光子不同于宏觀觀念的粒子探究應(yīng)用例（多選）關(guān)于光的波粒二象性的說法中，正確的是(      )A.一束傳播的光，有的光是波，有的光是粒子B.光子與電子是同樣的一種粒子，光波與機(jī)械波是同樣的一種波C.當(dāng)光和物質(zhì)相互作用時(shí)表現(xiàn)出粒子性D.光在傳播過程中表現(xiàn)出波動(dòng)性答案： ; 解析：光是一種波，同時(shí)也是一種粒子，光具有波粒二象性，項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)光和物質(zhì)作用時(shí)，是“一份一份”的，表現(xiàn)出粒子性，光的干涉、衍射又說明光是一種波，光既不同于宏觀的粒子，也不同于宏觀的波，項(xiàng)錯(cuò)誤，、項(xiàng)正確。解題感悟關(guān)于光的波粒二象性的幾點(diǎn)說明（1）光既有波動(dòng)性又有粒子性，二者是統(tǒng)一的。（2）大量光子表現(xiàn)出波動(dòng)性，個(gè)別光子表現(xiàn)出粒子性，光具有波粒二象性。（3）光表現(xiàn)為波動(dòng)性，只是光的波動(dòng)性顯著，粒子性不顯著而已；光表現(xiàn)為粒子性，只是光的粒子性顯著，波動(dòng)性不顯著而已。遷移應(yīng)用1.有關(guān)光的本性，下列說法正確的是(      )A.光既具有波動(dòng)性，又具有粒子性，兩種性質(zhì)是不相容的B.光的波動(dòng)性類似于機(jī)械波，光的粒子性類似于質(zhì)點(diǎn)C.大量光子才具有波動(dòng)性，個(gè)別光子只具有粒子性D.由于光既具有波動(dòng)性，又具有粒子性，無法只用其中一種去說明光的一切行為，只能認(rèn)為光具有波粒二象性答案：解析：光既具有波動(dòng)性，又具有粒子性，但它又不同于宏觀觀念中的機(jī)械波和粒子。波動(dòng)性和粒子性是光在不同情況下的不同表現(xiàn)，是同一客體的兩個(gè)不同側(cè)面、不同屬性，我們無法用其中的一種去說明光的一切行為，只能認(rèn)為光具有波粒二象性。項(xiàng)正確。 

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