?第十五章 原子物理
第1講　光電效應(yīng)　波粒二象性

一、光電效應(yīng)
1．光電效應(yīng)現(xiàn)象
(1)定義：在光的照射下，金屬中的電子從表面逸出的現(xiàn)象，發(fā)射出來的電子叫光電子。
(2)產(chǎn)生條件：入射光的頻率大于或等于金屬的極限頻率。
2．光電效應(yīng)的三條規(guī)律
(1)每種金屬都有一個(gè)極限頻率，入射光的頻率必須大于或等于這個(gè)極限頻率才能產(chǎn)生光電效應(yīng)。
(2)光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，只隨入射光頻率的增大而增大。
(3)光電效應(yīng)的發(fā)生幾乎是瞬時(shí)的，一般不超過10－9 s。
二、愛因斯坦的光電效應(yīng)理論
1．光子說
(1)在空間傳播的光是不連續(xù)的，而是一份一份的，每一份叫作一個(gè)光子，光子的能量ε＝hν。
(2)普朗克常量：h＝6.63×10－34 J·s。
2．愛因斯坦光電效應(yīng)方程
(1)表達(dá)式：Ek＝hν－W0。
(2)各量的意義：
①ν：照射光的頻率。
②W0：為逸出功，指使電子脫離某種金屬所做功的最小值。
③Ek ：為光電子的最大初動(dòng)能，指發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，金屬表面上的電子吸收光子后克服原子核的引力逸出時(shí)所具有的動(dòng)能的最大值。
(3)公式的意義：金屬表面的電子吸收一個(gè)光子獲得的能量是hν，這些能量的一部分用來克服金屬的逸出功W0，剩下的表現(xiàn)為逸出后光電子的最大初動(dòng)能Ek＝mev。
三、光的波粒二象性與物質(zhì)波
1．光的波粒二象性
(1)光的干涉、衍射、偏振現(xiàn)象證明光具有波動(dòng)性。
(2)光電效應(yīng)說明光具有粒子性。
(3)光既具有波動(dòng)性，又具有粒子性，稱為光的波粒二象性。
2．物質(zhì)波
(1)概率波：光的干涉現(xiàn)象是大量光子的運(yùn)動(dòng)遵循波動(dòng)規(guī)律的表現(xiàn)，亮條紋是光子到達(dá)概率大的地方，暗條紋是光子到達(dá)概率小的地方，因此光波又叫概率波。
(2)物質(zhì)波
任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)著的物體，小到微觀粒子大到宏觀物體都有一種波與它對應(yīng)，其波長λ＝，p為運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)量，h為普朗克常量。

微點(diǎn)判斷　
(1)光子和光電子都是實(shí)物粒子。(×)
(2)只要入射光的強(qiáng)度足夠強(qiáng)，就可以使金屬發(fā)生光電效應(yīng)。(×)
(3)要想在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中測到光電流，入射光子的能量必須大于金屬的逸出功。(√)
(4)光電子的最大初動(dòng)能與入射光子的頻率成正比。(×)
(5)光的頻率越高，光的粒子性越明顯，但仍具有波動(dòng)性。(√)
(6)德國物理學(xué)家普朗克提出了量子假說，成功地解釋了光電效應(yīng)規(guī)律。(×)
(7)美國物理學(xué)家康普頓發(fā)現(xiàn)了康普頓效應(yīng)，證實(shí)了光的粒子性。(√)

(一) 光電效應(yīng)規(guī)律的理解及應(yīng)用
1．與光電效應(yīng)有關(guān)的五組概念對比
(1)光子與光電子：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。光子是因，光電子是果。
(2)光電子的動(dòng)能與光電子的最大初動(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的情況，才具有最大初動(dòng)能。
(3)光電流和飽和光電流：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，光電流趨于一個(gè)飽和值，這個(gè)飽和值是飽和光電流，在一定的光照條件下，飽和光電流與所加電壓大小無關(guān)。
(4)入射光強(qiáng)度與光子能量：入射光強(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，而光子能量E＝hν。
(5)光的強(qiáng)度與飽和光電流：頻率相同的光照射金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，入射光越強(qiáng)，飽和光電流越大，但不是簡單的正比關(guān)系。
2．光電效應(yīng)的研究思路
(1)兩條線索

(2)兩條對應(yīng)關(guān)系
①入射光強(qiáng)度大→光子數(shù)目多→發(fā)射光電子多→光電流大；
②光子頻率高→光子能量大→光電子的最大初動(dòng)能大。
3．光電效應(yīng)中三個(gè)重要關(guān)系
(1)愛因斯坦光電效應(yīng)方程：Ek＝hν－W0。
(2)光電子的最大初動(dòng)能Ek與遏止電壓Uc的關(guān)系：Ek＝eUc。
(3)逸出功W0與極限頻率νc的關(guān)系：W0＝ hνc。

[多維訓(xùn)練]
1．[光電效應(yīng)的理解]硅光電池是利用光電效應(yīng)原理制成的器件，下列表述正確的是(　 )
A．硅光電池是把光能轉(zhuǎn)化為電能的一種裝置
B．硅光電池中吸收了光子能量的電子都能逸出
C．逸出的光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率無關(guān)
D．任意頻率的光照射到硅光電池上都能產(chǎn)生光電效應(yīng)
解析：選A　硅光電池是把光能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，A正確；硅光電池中吸收了光子能量大于逸出功的電子才能逸出，B錯(cuò)誤；在發(fā)生光電效應(yīng)的情況下，入射光的頻率越高，逸出的光電子的最大初動(dòng)能越大，C錯(cuò)誤；只有大于極限頻率的入射光照到硅光電池上才能產(chǎn)生光電效應(yīng)，D錯(cuò)誤。
2．[光電效應(yīng)規(guī)律的研究](多選)利用光電管研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)電路圖如圖所示，用頻率為ν的可見光照射陰極K，電流表中有電流通過，則(　 )

A．改用紫外線照射陰極K，電流表中沒有電流通過
B．只增加該可見光的強(qiáng)度，電流表中通過的電流將變大
C．若將滑動(dòng)變阻器的滑片滑到A端，電流表中一定無電流通過
D．若將滑動(dòng)變阻器的滑片向B端滑動(dòng)，電流表示數(shù)可能不變
解析：選BD　由題意知，該可見光的頻率大于或等于陰極材料的極限頻率，紫外線的頻率大于可見光的頻率，故用紫外線照射陰極K，也一定能發(fā)生光電效應(yīng)，電流表中有電流通過，A錯(cuò)誤；只增加可見光的強(qiáng)度，單位時(shí)間內(nèi)逸出金屬表面的光電子數(shù)增多，電流表中通過的電流將變大，B正確；滑動(dòng)變阻器的滑片滑到A端，光電管兩端的電壓為零，但光電子有初動(dòng)能，故電流表中仍有電流通過，C錯(cuò)誤；滑動(dòng)變阻器的滑片向B端滑動(dòng)時(shí)，若電流已達(dá)到飽和光電流，則電流表示數(shù)可能不變，D正確。
3．[極限頻率的求解]用波長為300 nm的光照射鋅板，電子逸出鋅板表面的最大初動(dòng)能為1.28×10－19 J。已知普朗克常量為6.63×10－34 J·s，真空中的光速為3.00×108 m·s－1。能使鋅產(chǎn)生光電效應(yīng)的單色光的最低頻率約為(　 )
A．1×1014 Hz　　　　　 B．8×1014 Hz
C．2×1015 Hz D．8×1015 Hz
解析：選B　設(shè)單色光的最低頻率為νc，由愛因斯坦光電效應(yīng)方程得Ek＝hν－W0＝hν－h(huán)νc，又ν＝，整理得νc＝－，代入數(shù)據(jù)解得νc≈8×1014 Hz。
4．[愛因斯坦光電效應(yīng)方程的應(yīng)用]如圖所示，有一束單色光入射到極限頻率為ν0的金屬板K上，具有最大初動(dòng)能的某出射電子，沿垂直于平行板電容器極板的方向，從左側(cè)極板上的小孔入射到兩極板間的勻強(qiáng)電場后，到達(dá)右側(cè)極板時(shí)速度剛好為零。已知電容器的電容為C，帶電荷量為Q，極板間距為d，普朗克常量為h，電子電荷量的絕對值為e，不計(jì)電子的重力。關(guān)于電容器右側(cè)極板的帶電情況和入射光的頻率ν，以下判斷正確的是(　 )
A．帶正電，ν0＋ B．帶正電，ν0＋
C．帶負(fù)電，ν0＋ D．帶負(fù)電，ν0＋
解析：選C　以最大初動(dòng)能入射至電容器的電子經(jīng)板間電場到達(dá)右側(cè)極板速度剛好為0，說明電場力做負(fù)功，電場強(qiáng)度方向向右，右側(cè)極板帶負(fù)電，且－eU＝0－Ek0，由電容器電壓與電荷量的關(guān)系知U＝，由光電子的最大初動(dòng)能與入射單色光頻率的關(guān)系知Ek0＝hν－h(huán)ν0；聯(lián)立可得ν＝ν0＋，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤。


(二) 光電效應(yīng)的圖像及應(yīng)用
光電效應(yīng)四類圖像對比
圖像名稱
圖線形狀
讀取信息
最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系圖線

①截止頻率(極限頻率)：橫軸截距
②逸出功：縱軸截距的絕對值W0＝|－E|＝E
③普朗克常量：圖線的斜率k＝h
遏止電壓Uc與入射光頻率ν的關(guān)系圖線

①截止頻率νc：橫軸截距
②遏止電壓Uc：隨入射光頻率的增大而增大
③普朗克常量h：等于圖線的斜率與電子電荷量的乘積，即 h＝ke
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Uc：橫軸截距飽和
②光電流Im：電流的最大值
③最大初動(dòng)能：Ek＝eUc
顏色不同時(shí)，光電流與電壓的關(guān)系

①遏止電壓Uc1、Uc2
②飽和光電流
③最大初動(dòng)能Ek1＝eUc1，Ek2＝eUc2

[多維訓(xùn)練]
1．[Ek-ν圖像](多選)如圖是某金屬在光的照射下產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系圖像，由圖像可知(　 )
A．該金屬的逸出功為E
B．入射光頻率為時(shí)，產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為
C．入射光頻率為2ν0時(shí)，產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為2E
D．該圖線的斜率表示普朗克常量h
解析：選AD　根據(jù)愛因斯坦的光電效應(yīng)方程hν－W＝Ek，由圖像可知，縱坐標(biāo)的截距表示W(wǎng)，該圖線的斜率表示普朗克常量h，所以該金屬的逸出功為E，A、D正確；由圖像可知，金屬的極限頻率為ν0，所以入射光頻率為時(shí)，不能發(fā)生光電效應(yīng)，B錯(cuò)誤；由于hν0＝W＝E，入射光頻率為2ν0時(shí)，代入公式解得Ek＝h·2ν0－W＝h·ν0＝E，則產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為E，C錯(cuò)誤。
2．[Uc-ν圖像]用金屬銣為陰極的光電管，觀測光電效應(yīng)現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖甲所示，實(shí)驗(yàn)中測得銣的遏止電壓Uc與入射光頻率ν之間的關(guān)系如圖乙所示，圖線與橫軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)為5.15×1014 Hz。已知普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s。則下列說法中正確的是(　 )

A．欲測遏止電壓，應(yīng)選擇電源左端為正極
B．當(dāng)電源左端為正極時(shí)，滑動(dòng)變阻器的滑片向右滑動(dòng)，電流表的示數(shù)持續(xù)增大
C．增大照射光的強(qiáng)度，產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能一定增大
D．如果實(shí)驗(yàn)中入射光的頻率ν＝7.00×1014 Hz，則產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能Ek＝1.2×10－19 J
解析：選D　用題圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置測量銣的遏止電壓Uc與入射光頻率ν，光電管左端是陽極，則電源左端為負(fù)極，A錯(cuò)誤；當(dāng)電源左端為正極時(shí)，將滑動(dòng)變阻器的滑片向右滑動(dòng)的過程中，剛開始電壓增大，光電流增大，當(dāng)光電流達(dá)到飽和值，不再增大，即電流表讀數(shù)的變化是先增大，后不變，B錯(cuò)誤；光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率和金屬的逸出功有關(guān)，與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，C錯(cuò)誤；根據(jù)題圖乙可知，銣的截止頻率νc＝5.15×1014 Hz，根據(jù)hνc＝W0，該金屬的逸出功大小W0＝6.63×10－34×5.15×1014 J≈3.41×10－19 J，根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0，當(dāng)入射光的頻率為ν＝7.00×1014 Hz時(shí)，則最大初動(dòng)能為Ek＝6.63×10－34×7.0×1014 J－3.41×10－19 J≈1.2×10－19 J，D正確。
3．[同頻率入射光的I-U圖像]紅外測溫儀的原理是：任何物體的溫度在高于絕對零度(－273 ℃)時(shí)都會(huì)向外發(fā)出紅外線，額溫槍通過紅外線照射到溫度傳感器，發(fā)生光電效應(yīng)，將光信號轉(zhuǎn)化為電信號，計(jì)算出溫度數(shù)據(jù)。已知人的體溫正常時(shí)能輻射波長為10 μm 的紅外線，如圖甲所示，用該紅外線照射光電管的陰極K時(shí)，電路中有光電流產(chǎn)生，實(shí)驗(yàn)得到的電流隨電壓變化的圖像如圖乙所示，已知h＝6.63×10－34 J·s，e＝1.6×10－19 C，則(　 )

A．波長為10 μm的紅外線在真空中的頻率為3×1014 Hz
B．將圖甲的電源反接，一定不會(huì)產(chǎn)生電信號
C．由圖乙數(shù)據(jù)可知，該光電管的陰極金屬逸出功約為0.1 eV
D．若人體溫度升高，則輻射紅外線的強(qiáng)度減弱，光電管轉(zhuǎn)換成的光電流減小
解析：選C　波長為10 μm的紅外線在真空中的頻率為ν＝＝3×1013 Hz，故A錯(cuò)誤；由題圖甲可知，當(dāng)電源反接時(shí)，電子受到的力向右，因?yàn)殡娮佑幸欢ǖ某鮿?dòng)能，當(dāng)所加電壓小于遏止電壓時(shí)，就會(huì)有電子到達(dá)A極板，此時(shí)有電信號，故B錯(cuò)誤；當(dāng)加的反向電壓大于遏止電壓時(shí)，沒有電信號，由題圖乙可知，遏止電壓為0.02 V，故最大初動(dòng)能Ek＝eUc＝0.02 eV，由光電效應(yīng)方程，有Ek＝hν－W逸，可得W逸≈0.1 eV，故C正確；若人體溫度升高，則輻射紅外線的強(qiáng)度增強(qiáng)，光電管轉(zhuǎn)換成的光電流增大，故D錯(cuò)誤。
4．[不同頻率入射光的I-U圖像比較]用如圖甲所示的電路研究光電效應(yīng)中光電流與照射光的強(qiáng)弱、頻率等物理量的關(guān)系。圖中A、K兩極間的電壓大小可調(diào)，電源的正負(fù)極也可以對調(diào)，分別用a、b、c三束單色光照射，調(diào)節(jié)A、K間的電壓U，得到光電流I與電壓U的關(guān)系如圖乙所示，由圖可知(　 )

A．單色光a和c的頻率相同，且a光更弱些，b光頻率最大
B．單色光a和c的頻率相同，且a光更強(qiáng)些，b光頻率最大
C．單色光a和c的頻率相同，且a光更弱些，b光頻率最小
D．單色光a和c的頻率不同，且a光更強(qiáng)些，b光頻率最小
解析：選B　a、c兩單色光照射后遏止電壓相同，根據(jù)Ek＝eUc，可知產(chǎn)生的光電子最大初動(dòng)能相等，則a、c兩單色光的頻率相等，光子能量相等，由于a光的飽和光電流較大，則a光的強(qiáng)度較大，單色光b照射后遏止電壓較大，根據(jù)Ek＝eUc，可知b光照射后產(chǎn)生的光電子最大初動(dòng)能較大，根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0得，b光的頻率大于a光的頻率，故A、C、D錯(cuò)誤，B正確。
(三) 對波粒二象性、物質(zhì)波的理解
[題點(diǎn)全練通]
1．[粒子性與康普頓效應(yīng)]實(shí)驗(yàn)表明：光子與速度不太大的電子碰撞發(fā)生散射時(shí)，光的波長會(huì)變長或者不變，這種現(xiàn)象叫康普頓散射，該過程遵循能量守恒定律和動(dòng)量守恒定律。如果電子具有足夠大的初速度，以至于在散射過程中有能量從電子轉(zhuǎn)移到光子，則該散射被稱為逆康普頓散射，這一現(xiàn)象已被實(shí)驗(yàn)證實(shí)。關(guān)于上述逆康普頓散射，下列說法正確的是(　 )
A．相對于散射前的入射光，散射光在介質(zhì)中的傳播速度變大
B．若散射前的入射光照射某金屬表面時(shí)能發(fā)生光電效應(yīng)，則散射光照射該金屬時(shí)，光電子的最大初動(dòng)能將變大
C．散射后電子的速度一定變大
D．散射后電子的能量一定變大
解析：選B　光在介質(zhì)中的傳播速度只與介質(zhì)本身有關(guān)，而與其他因素?zé)o關(guān)，散射前后的介質(zhì)不變，所以散射光在介質(zhì)中的傳播速度保持不變，故A錯(cuò)誤；根據(jù)題意，在逆康普頓散射中，能量從電子轉(zhuǎn)移到光子，所以，散射后電子的速度和能量變小，光子的能量變大，光子的頻率變大，故C、D錯(cuò)誤；根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0可知，h和W0為定值，ν越大，E越大，因此若散射前的入射光照射某金屬表面時(shí)能發(fā)生光電效應(yīng)，則散射光照射該金屬時(shí)，光電子的最大初動(dòng)能將變大，故B正確。
2．[粒子性與波動(dòng)性的理解]用很弱的光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，把入射光減弱到可以認(rèn)為光源和感光膠片之間不可能同時(shí)有兩個(gè)光子存在，如圖所示是不同數(shù)量的光子照射到感光膠片上得到的照片。這些照片說明(　 )

A．光只有粒子性沒有波動(dòng)性
B．光只有波動(dòng)性沒有粒子性
C．少量光子的運(yùn)動(dòng)顯示波動(dòng)性，大量光子的運(yùn)動(dòng)顯示粒子性
D．少量光子的運(yùn)動(dòng)顯示粒子性，大量光子的運(yùn)動(dòng)顯示波動(dòng)性
解析：選D　光具有波粒二象性，這些照片說明少量光子的運(yùn)動(dòng)顯示粒子性，大量光子的運(yùn)動(dòng)顯示波動(dòng)性，故D正確。
3．[波粒二象性的理解](多選)關(guān)于光的波粒二象性，正確的說法是(　 )
A．光的頻率越高，光子的能量越大，粒子性越顯著
B．光的波長越長，光的能量越小，波動(dòng)性越顯著
C．頻率高的光子不具有波動(dòng)性，波長較長的光子不具有粒子性
D．個(gè)別光子產(chǎn)生的效果往往顯示粒子性，大量光子產(chǎn)生的效果往往顯示波動(dòng)性
解析：選ABD　光具有波粒二象性，但在不同情況下表現(xiàn)不同，頻率越高，波長越短，粒子性越強(qiáng)，反之波動(dòng)性明顯，個(gè)別光子易顯示粒子性，大量光子顯示波動(dòng)性，A、B、D正確。
4．[德布羅意波長的計(jì)算](2021·浙江6月選考)已知普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，電子的質(zhì)量為9.11×10－31 kg，一個(gè)電子和一滴直徑約為4 μm的油滴具有相同動(dòng)能，則電子與油滴的德布羅意波長之比的數(shù)量級為(　 )
A．10－8 B．106
C．108 D．1016
解析：選C　根據(jù)德布羅意波長公式λ＝，p＝，解得λ＝，由題意可知，電子與油滴的動(dòng)能相同，則其波長與質(zhì)量的二次方根成反比，所以有
＝，m油＝ρ·πd3＝0.8×103××3.14×(4×10－6)3 kg≈2.7×10－14 kg，代入數(shù)據(jù)解得＝≈1.7×108，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤。

[要點(diǎn)自悟明]
1．對光的波粒二象性的理解
從數(shù)量上看
個(gè)別光子的作用效果往往表現(xiàn)為粒子性；大量光子的作用效果往往表現(xiàn)為波動(dòng)性
從頻率上看
頻率越低波動(dòng)性越顯著，越容易看到光的干涉和衍射現(xiàn)象；頻率越高粒子性越顯著，越不容易看到光的干涉和衍射現(xiàn)象，貫穿本領(lǐng)越強(qiáng)
從傳播與作用上看
光在傳播過程中往往表現(xiàn)出波動(dòng)性；在與物質(zhì)發(fā)生作用時(shí)往往表現(xiàn)出粒子性
波動(dòng)性與粒子性的統(tǒng)一
由光子的能量ε＝hν、光子的動(dòng)量表達(dá)式p＝也可以看出，光的波動(dòng)性和粒子性并不矛盾，表示粒子性的能量和動(dòng)量的計(jì)算式中都含有表示波的特征的物理量——頻率ν和波長λ

2．物質(zhì)波
(1)定義：任何運(yùn)動(dòng)著的物體都有一種波與之對應(yīng)，這種波叫做物質(zhì)波，也叫德布羅意波。
(2)物質(zhì)波的波長：λ＝＝，h是普朗克常量。
[課時(shí)跟蹤檢測]
1．(2020·江蘇高考)“測溫槍”(學(xué)名“紅外線輻射測溫儀”)具有響應(yīng)快、非接觸和操作方便等優(yōu)點(diǎn)。它是根據(jù)黑體輻射規(guī)律設(shè)計(jì)出來的，能將接收到的人體熱輻射轉(zhuǎn)換成溫度顯示。若人體溫度升高，則人體熱輻射強(qiáng)度I及其極大值對應(yīng)的波長λ的變化情況是(　 )
A．I增大，λ增大 B．I增大，λ減小
C．I減小，λ增大 D．I減小，λ減小
解析：選B　根據(jù)黑體輻射規(guī)律，可知隨溫度升高，各種波長的輻射強(qiáng)度都增大，輻射強(qiáng)度的極大值向波長較短的方向移動(dòng)，故人體熱輻射強(qiáng)度I隨溫度的升高而增大，其極大值對應(yīng)的波長減小，B正確。
2．(2021·遼寧高考)赫茲在研究電磁波的實(shí)驗(yàn)中偶然發(fā)現(xiàn)，接收電路的電極如果受到光照，就更容易產(chǎn)生電火花。此后許多物理學(xué)家相繼證實(shí)了這一現(xiàn)象，即照射到金屬表面的光，能使金屬中的電子從表面逸出。最初用量子觀點(diǎn)對該現(xiàn)象給予合理解釋的科學(xué)家是(　 )
A．玻爾 B．康普頓
C．愛因斯坦 D．德布羅意
解析：選C　玻爾引入量子化的觀念解釋了氫原子光譜，A錯(cuò)誤；康普頓提出康普頓效應(yīng)，發(fā)現(xiàn)了光子不僅具有能量，還具有動(dòng)量，證明了光具有粒子性，B錯(cuò)誤；愛因斯坦提出光子說，從理論上解釋了光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，C正確；德布羅意提出一切物質(zhì)都具有波粒二象性，D錯(cuò)誤。
3.(2022·河南南陽期末)利用如圖所示的裝置觀察光電效應(yīng)現(xiàn)象，將光束照射在金屬板上，發(fā)現(xiàn)驗(yàn)電器指針沒有張開。欲使驗(yàn)電器指針張開，可(　 )
A．改用逸出功更大的金屬板材料
B．改用頻率更大的入射光束
C．增加該光束的照射時(shí)間
D．增大該光束的強(qiáng)度
解析：選B　改用逸出功更大的金屬板材料，更不可能發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，驗(yàn)電器指針不能張開，故A錯(cuò)誤；發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象的條件是入射光的頻率要大于或等于金屬的極限頻率，與入射光的強(qiáng)度和入射光的照射時(shí)間無關(guān)，則改用頻率更大的入射光束，可以使驗(yàn)電器指針張開，故B正確，C、D錯(cuò)誤。
4.如圖所示，用頻率為ν1和ν2的甲、乙兩種光分別照射同一光電管，對應(yīng)的遏止電壓分別為U1和U2。已知ν110.2 eV，因此用能量為13.0 eV的電子激發(fā)n＝1 能級的大量氫原子，可以使氫原子躍遷到高能級，A正確；n＝2能級的氫原子的能量為－3.4 eV，因此欲使其發(fā)生電離，吸收的能量至少為3.4 eV，B錯(cuò)誤；光子的波長越長波動(dòng)性越顯著，光子的頻率越高，粒子性越顯著，由玻爾理論可知，從n＝4能級躍遷到n＝1能級的粒子能量最大，由E＝hν 可知，該光子的頻率最高，粒子性最顯著，C錯(cuò)誤；大量處于基態(tài)的氫原子吸收12.09 eV的光子后，由躍遷規(guī)律可知，可以躍遷到n＝3能級，則放出的光子數(shù)為C＝3，D錯(cuò)誤。
3．長木板上表面的一端放有一個(gè)木塊，木塊與木板接觸面上裝有摩擦力傳感器，如圖甲所示，木板由水平位置緩慢向上轉(zhuǎn)動(dòng)(即木板與地面的夾角θ變大)，另一端不動(dòng)，摩擦力傳感器記錄了木塊受到的摩擦力 Ff隨角度θ的變化圖像如圖乙所示。下列判斷正確的是(　 )

A．木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ

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