第1講　光電效應(yīng)　波粒二象性

第1講光電效應(yīng)波粒二象性學(xué)習(xí)目標(biāo)1.理解光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律，會(huì)利用光電效應(yīng)方程計(jì)算逸出功、最大初動(dòng)能、截止頻率等物理量。2.會(huì)分析光電效應(yīng)的圖像問(wèn)題。3.理解物質(zhì)波的概念，理解光的波粒二象性。一、光電效應(yīng)及其規(guī)律1.光電效應(yīng)現(xiàn)象金屬在光的照射下發(fā)射電子的現(xiàn)象，發(fā)射出來(lái)的電子叫光電子。2.光電效應(yīng)的產(chǎn)生條件入射光的頻率大于金屬的截止頻率。3.光電效應(yīng)規(guī)律(1)每種金屬都有一個(gè)截止頻率，入射光的頻率必須大于這個(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(wú)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(guò)10－9s。(4)當(dāng)入射光的頻率大于截止頻率時(shí)，飽和光電流的大小與入射光的強(qiáng)度成正比。二、愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程1.能量子(1)定義：普朗克認(rèn)為，當(dāng)帶電微粒輻射或吸收能量時(shí)，只能輻射或吸收某個(gè)最小能量值ε的整數(shù)倍，這個(gè)不可再分的最小能量值ε叫作能量子。(2)能量子大小：ε＝hν，其中ν是帶電微粒吸收或輻射電磁波的頻率，h稱為普朗克常量。h＝6.626×10－34J·s(一般取h＝6.63×10－34J·s)。2.光子說(shuō)：在空間傳播的光不是連續(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。3.逸出功W0：電子從金屬中逸出所需做功的最小值。4.最大初動(dòng)能：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。5.光電效應(yīng)方程：hν＝Ek＋W0或Ek＝hν－W0。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(shuō)明光具有粒子性。(3)光既具有波動(dòng)性，又具有粒子性，即光具有波粒二象性。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(duì)應(yīng)，其波長(zhǎng)λ＝eq\f(h,p)，p為運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)量，h為普朗克常量?？键c(diǎn)一光電效應(yīng)規(guī)律的理解和應(yīng)用1.“四點(diǎn)”提醒(1)能否發(fā)生光電效應(yīng)，不取決于光的強(qiáng)度而取決于光的頻率。(2)光電效應(yīng)中的“光”不是特指可見(jiàn)光，也包括不可見(jiàn)光。(3)逸出功的大小由金屬本身決定，與入射光無(wú)關(guān)。(4)光電子不是光子，而是電子。2.“兩條”關(guān)系(1)光的強(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→產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能大→遏止電壓大。3.“三個(gè)”關(guān)系式(1)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程：Ek＝hν－W0。(2)最大初動(dòng)能與遏止電壓的關(guān)系：eq\f(1,2)meveq\o\al(2,c)＝eUc。(3)逸出功與極限頻率的關(guān)系：W0＝hνc。例1用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究光電效應(yīng)現(xiàn)象。用光子能量為2.75eV的光照射到光電管上時(shí)發(fā)生了光電效應(yīng)，電流表G的示數(shù)不為零。移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表的示數(shù)大于或等于1.7V時(shí)，電流表示數(shù)為零，則在該實(shí)驗(yàn)中()圖1A.光電子的最大初動(dòng)能為1.05eVB.光電管陰極的逸出功為1.7eVC.開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，電流表G示數(shù)為零D.當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P由b端向a端滑動(dòng)時(shí)，電壓表示數(shù)增大答案D解析由題意可知，遏止電壓Uc＝1.7V，光電子的最大初動(dòng)能Ek＝eUc＝1.7eV，A錯(cuò)誤；根據(jù)光電效應(yīng)方程可知，逸出功W0＝ε－Ek＝1.05eV，B錯(cuò)誤；斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，光電效應(yīng)依然發(fā)生，有光電流，光電管、電流表、滑動(dòng)變阻器構(gòu)成閉合回路，電流表中電流不為零，C錯(cuò)誤；電源電壓為反向電壓，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P由b端向a端滑動(dòng)時(shí)，反向電壓增大，電壓表示數(shù)增大，D正確。1.(2023·遼寧卷，6)原子處于磁場(chǎng)中，某些能級(jí)會(huì)發(fā)生劈裂，某種原子能級(jí)劈裂前后的部分能級(jí)圖如圖2所示，相應(yīng)能級(jí)躍遷放出的光子分別設(shè)為①②③④。若用①照射某金屬表面時(shí)能發(fā)生光電效應(yīng)，且逸出光電子的最大初動(dòng)能為Ek，則()圖2A.①和③的能量相等B.②的頻率大于④的頻率C.用②照射該金屬一定能發(fā)生光電效應(yīng)D.用④照射該金屬逸出光電子的最大初動(dòng)能小于Ek答案A解析由題圖可知躍遷時(shí)放出的光子①和③均由同一高能級(jí)躍遷到同一低能級(jí)，又釋放的能量等于兩能級(jí)的能量差，所以①和③的能量相等，A正確；由題圖可知②的能量比④的能量小，則由公式E＝hν可知②的頻率小于④的頻率，B錯(cuò)誤；用①照射某金屬表面時(shí)能發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，但由于②的能量小于①，所以用②照射該金屬時(shí)不一定能發(fā)生光電效應(yīng)，C錯(cuò)誤；用①照射某金屬時(shí)逸出光電子的最大初動(dòng)能為Ek，由于④的能量大于①，則由Ek＝hν－W0可知，用④照射該金屬逸出光電子的最大初動(dòng)能一定大于Ek，D錯(cuò)誤。2.如圖3所示，分別用波長(zhǎng)為λ、2λ的光照射光電管的陰極K，對(duì)應(yīng)的遏止電壓之比為3∶1，則光電管的極限波長(zhǎng)是()圖3A.2λ B.3λ C.4λ D.6λ答案C解析根據(jù)eUc＝Ek＝eq\f(hc,λ)－eq\f(hc,λ0)，得eUc1＝eq\f(hc,λ)－eq\f(hc,λ0)，eUc2＝eq\f(hc,2λ)－eq\f(hc,λ0)，其中eq\f(Uc1,Uc2)＝eq\f(3,1)，解得λ0＝4λ，故選項(xiàng)C正確。考點(diǎn)二光電效應(yīng)的四類圖像問(wèn)題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Ek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)νc②逸出功：圖線與Ek軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)的絕對(duì)值W0＝|－E|＝E③普朗克常量：圖線的斜率k＝h顏色相同、強(qiáng)度不同的光，光電流與電壓的關(guān)系圖線①遏止電壓Uc：圖線與橫軸的交點(diǎn)的橫坐標(biāo)②飽和光電流Im：光電流的最大值③最大初動(dòng)能：Ek＝eUc顏色不同時(shí)，光電流與電壓的關(guān)系圖線①遏止電壓Uc1、Uc2②飽和光電流③最大初動(dòng)能：Ek1＝eUc1，Ek2＝eUc2遏止電壓Uc與入射光頻率ν的關(guān)系圖線①極限頻率νc：圖線與橫軸的交點(diǎn)的橫坐標(biāo)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(注：此時(shí)兩極之間接反向電壓)例2研究某種金屬的光電效應(yīng)規(guī)律，所得相關(guān)圖像分別如圖甲、乙、丙、丁所示，Ek為光電子的最大初動(dòng)能、ν為入射光的頻率、I為光電流、U為兩極板間的電壓、Uc為遏止電壓。下列說(shuō)法正確的是()A.由圖甲知，入射光的頻率為eq\f(νc,2)時(shí)，產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為eq\f(Ek,2)B.由圖乙知，入射光的光照強(qiáng)度越大，光電子的最大初動(dòng)能越大C.由圖丙知，入射光2的頻率大于入射光1的頻率D.由圖丁知，入射光的頻率大于νc時(shí)，入射光的頻率越大，遏止電壓越大答案D解析根據(jù)Ek＝hν－W0，W0＝hνc，結(jié)合圖甲可知，νc為截止頻率，當(dāng)入射光的頻率為eq\f(νc,2)時(shí)，不能發(fā)生光電效應(yīng)，不能產(chǎn)生光電子，故A錯(cuò)誤；光電子的最大初動(dòng)能由入射光的頻率與金屬的逸出功共同決定，與光照強(qiáng)度無(wú)關(guān)，故B錯(cuò)誤；根據(jù)圖丙可知Uc1>Uc2，根據(jù)eUc1＝Ek1＝hν1－W0，eUc2＝Ek2＝hν2－W0，則有ν1>ν2，即入射光2的頻率小于入射光1的頻率，故C錯(cuò)誤；由Uc＝eq\f(h,e)ν－eq\f(W0,e)可知入射光的頻率大于νc時(shí)，入射光的頻率越大，遏止電壓越大，故D正確。3.在研究光電效應(yīng)現(xiàn)象時(shí)，先后用單色光a、b、c照射同一光電管，所得到的光電流與光電管兩端所加電壓U間的關(guān)系曲線如圖4所示，下列說(shuō)法正確的是()圖4A.b、c兩種單色光的顏色相同B.a、b兩種單色光的光照強(qiáng)度相同C.增大c光的光照強(qiáng)度，電路中的飽和光電流將增大D.增大b光的光照強(qiáng)度，射出的光電子的最大初動(dòng)能增大答案C解析根據(jù)圖像可知單色光c的遏止電壓小于單色光b的遏止電壓，根據(jù)eUc＝Ek＝hν－W0可知b、c兩種單色光頻率不同，所以顏色不同，故A錯(cuò)誤；單色光a的飽和電流大于單色光b的飽和電流，故可知單色光a的光照強(qiáng)度大于單色光b的光照強(qiáng)度，故B錯(cuò)誤；電路中的飽和光電流與光的強(qiáng)度有關(guān)，在其他條件相同的情況下，光強(qiáng)度越大，光電流越大，故增大c光的光照強(qiáng)度，電路中的飽和光電流將增大，C正確；射出的光電子的最大初動(dòng)能與光照強(qiáng)度無(wú)關(guān)，故D錯(cuò)誤。4.(2022·河北卷，4)如圖5是密立根于1916年發(fā)表的鈉金屬光電效應(yīng)的遏止電壓Uc與入射光頻率ν的實(shí)驗(yàn)曲線，該實(shí)驗(yàn)直接證明了愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程，并且第一次利用光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)定了普朗克常量h。由圖像可知()圖5A.鈉的逸出功為hνcB.鈉的截止頻率為8.5×1014HzC.圖中直線的斜率為普朗克常量hD.遏止電壓Uc與入射光頻率ν成正比答案A解析根據(jù)遏止電壓與最大初動(dòng)能的關(guān)系有eUc＝Ek，根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0，結(jié)合圖像可知，當(dāng)Uc為0時(shí)，解得W0＝hνc，A正確；鈉的截止頻率為νc，根據(jù)圖像可知，截止頻率為5.5×1014Hz，B錯(cuò)誤；結(jié)合遏止電壓與光電效應(yīng)方程可解得Uc＝eq\f(h,e)ν－eq\f(W0,e)，可知，圖中直線的斜率表示eq\f(h,e)，C錯(cuò)誤；根據(jù)遏止電壓與入射光的頻率關(guān)系式可知，遏止電壓Uc與入射光頻率ν成線性關(guān)系，不是成正比，D錯(cuò)誤?？键c(diǎn)三光的波粒二象性物質(zhì)波1.對(duì)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(guò)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＝eq\f(h,λ)也可以看出，光的波動(dòng)性和粒子性并不矛盾，表示粒子性的粒子能量和動(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(zhǎng)λ2.物質(zhì)波(1)任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)的物體，無(wú)論大小，都有一種波與之對(duì)應(yīng)。(2)物質(zhì)波的波長(zhǎng)：λ＝eq\f(h,p)＝eq\f(h,mv)，h是普朗克常量。例3(多選)(2023·6月浙江選考，15)有一種新型光電效應(yīng)量子材料，其逸出功為W0。當(dāng)紫外光照射該材料時(shí)，只產(chǎn)生動(dòng)能和動(dòng)量單一的相干光電子束。用該電子束照射間距為d的雙縫，在與縫相距為L(zhǎng)的觀測(cè)屏上形成干涉條紋，測(cè)得條紋間距為Δx，已知電子質(zhì)量為m，普朗克常量為h，光速為c，則()A.電子的動(dòng)量pe＝eq\f(hL,dΔx)B.電子的動(dòng)能Ek＝eq\f(hL2,2md2Δx2)C.光子的能量E＝W0＋eq\f(chL,dΔx)D.光子的動(dòng)量p＝eq\f(W0,c)＋eq\f(h2L2,2cmd2Δx2)答案AD解析由雙縫干涉條紋間距Δx＝eq\f(L,d)λ、電子動(dòng)量pe＝eq\f(h,λ)聯(lián)立解得pe＝eq\f(hL,dΔx)，A正確；電子的動(dòng)能Ek＝eq\f(1,2)mv2＝eq\f(peq\o\al(2,e),2m)，解得Ek＝eq\f(1,2m)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(hL,dΔx)))eq\s\up12(2)，B錯(cuò)誤；根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程，光子的能量E＝W0＋Ek，故E＝W0＋eq\f(1,2m)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(hL,dΔx)))eq\s\up12(2)，C錯(cuò)誤；光子的動(dòng)量p＝eq\f(h,λ)＝eq\f(hν,c)＝eq\f(E,c)，解得p＝eq\f(W0,c)＋eq\f(h2L2,2cmd2Δx2)，D正確。5.用極微弱的可見(jiàn)光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，隨著時(shí)間的增加，在屏上先后出現(xiàn)如圖6(a)(b)(c)所示的圖像，則()圖6A.圖像(a)表明光具有波動(dòng)性B.圖像(c)表明光具有粒子性C.用紫外線觀察不到類似的圖像D.實(shí)驗(yàn)表明光是一種概率波答案D解析題圖(a)只有分散的亮點(diǎn)，表明光具有粒子性；題圖(c)呈現(xiàn)干涉條紋，表明光具有波動(dòng)性，A、B錯(cuò)誤；紫外線也具有波粒二象性，也可以觀察到類似的圖像，C錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)表明光是一種概率波，D正確。5.(2022·全國(guó)乙卷，17)一點(diǎn)光源以113W的功率向周圍所有方向均勻地輻射波長(zhǎng)約為6×10－7m的光，在離點(diǎn)光源距離為R處每秒垂直通過(guò)每平方米的光子數(shù)為3×1014個(gè)。普朗克常量為h＝6.63×10－34J·s。R約為()A.1×102m B.3×102mC.6×102m D.9×102m答案B解析一個(gè)光子的能量為E0＝hν＝eq\f(hc,λ)，點(diǎn)光源向所有方向均有輻射，光子以球面波的形式傳播，那么以光源為原點(diǎn)的球面上的光子數(shù)相同，此時(shí)距光源的距離為R處，球面的表面積為S＝4πR2，則P＝4πR2×nE0，聯(lián)立以上各式解得R≈3×102m，故選項(xiàng)B正確。A級(jí)基礎(chǔ)對(duì)點(diǎn)練對(duì)點(diǎn)練1光電效應(yīng)規(guī)律的理解和應(yīng)用1.(2024·廣東廣州統(tǒng)考模擬)如圖1，放映電影時(shí)，強(qiáng)光照在膠片上，一方面，將膠片上的“影”投到屏幕上；另一方面，通過(guò)聲道后的光照在光電管上，隨即產(chǎn)生光電流，喇叭發(fā)出與畫(huà)面同步的聲音。電影實(shí)現(xiàn)聲音與影像同步，主要應(yīng)用了光電效應(yīng)的下列哪一條規(guī)律()圖1A.光電效應(yīng)的發(fā)生時(shí)間極短，光停止照射，光電效應(yīng)立即停止B.入射光的頻率必須大于金屬的極限頻率，光電效應(yīng)才能發(fā)生C.光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，只隨著入射光的頻率增大而增大D.當(dāng)入射光的頻率大于極限頻率時(shí)，光電流的強(qiáng)度隨入射光的強(qiáng)度增大而增大答案A解析電影實(shí)現(xiàn)聲音與影像同步，主要應(yīng)用了光電效應(yīng)中發(fā)生時(shí)間極短的規(guī)律，光停止照射，光電效應(yīng)立即停止，依據(jù)該原理實(shí)現(xiàn)聲音與影像同步，故A正確。2.在研究光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，某金屬的逸出功為W，用波長(zhǎng)為λ的單色光照射該金屬發(fā)生了光電效應(yīng)。已知普朗克常量為h，真空中光速為c，下列說(shuō)法正確的是()A.光電子的最大初動(dòng)能為eq\f(hc,λ)－WB.該金屬的截止頻率為eq\f(c,λ)C.若用波長(zhǎng)為eq\f(λ,2)的單色光照射該金屬，則光電子的最大初動(dòng)能變?yōu)樵瓉?lái)的2倍D.若用波長(zhǎng)為2λ的單色光照射該金屬，一定可以發(fā)生光電效應(yīng)答案A解析根據(jù)光電效應(yīng)規(guī)律可知，光電子的最大初動(dòng)能Ek＝eq\f(hc,λ)－W，故A正確；金屬的逸出功為W，則截止頻率為νc＝eq\f(W,h)，故B錯(cuò)誤；若用波長(zhǎng)為eq\f(λ,2)的單色光照射該金屬，則光電子的最大初動(dòng)能Ek′＝eq\f(2hc,λ)－W＞2(eq\f(hc,λ)－W)＝2Ek，故C錯(cuò)誤；若用波長(zhǎng)為2λ的單色光照射該金屬，光子的能量減小，根據(jù)光電效應(yīng)發(fā)生的條件可知，不一定能發(fā)生光電效應(yīng)，故D錯(cuò)誤。3.(多選)在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，分別用頻率為νa、νb的單色光a、b照射到同種金屬上，測(cè)得相應(yīng)的遏止電壓分別為Ua和Ub，光電子的最大初動(dòng)能分別為Eka和Ekb。h為普朗克常量。下列說(shuō)法正確的是()A.若νa＞νb，則一定有Ua＜UbB.若νa＞νb，則一定有Eka＞EkbC.若Ua＜Ub，則一定有Eka＜EkbD.若νa＞νb，則一定有hνa－Eka＞hνb－Ekb答案BC解析由愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程得，Ek＝hν－W0，由動(dòng)能定理得Ek＝eU，若用a、b單色光照射同種金屬時(shí)，逸出功W0相同。當(dāng)νa＞νb時(shí)，一定有Eka＞Ekb，Ua＞Ub，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；若Ua＜Ub，則一定有Eka＜Ekb，故選項(xiàng)C正確；因逸出功相同，有W0＝hνa－Eka＝hνb－Ekb，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。4.如圖2所示為研究光電效應(yīng)的電路圖。開(kāi)關(guān)閉合后，當(dāng)用波長(zhǎng)為λ0的單色光照射光電管的陰極K時(shí)，電流表有示數(shù)。下列說(shuō)法正確的是()圖2A.若只讓滑片P向D端移動(dòng)，則電流表的示數(shù)一定增大B.若只增加該單色光的強(qiáng)度，則電流表示數(shù)一定增大C.若改用波長(zhǎng)小于λ0的單色光照射光電管的陰極K，則陰極K的逸出功變大D.若改用波長(zhǎng)大于λ0的單色光照射光電管的陰極K，則電流表的示數(shù)一定為零答案B解析電路所加電壓為正向電壓，如果電流達(dá)到飽和電流，增加電壓，電流也不會(huì)增大，故A錯(cuò)誤；只增加該單色光的強(qiáng)度，相同時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)增多，電流增大，故B正確；金屬的逸出功只與陰極材料有關(guān)，與入射光無(wú)關(guān)，故C錯(cuò)誤；改用波長(zhǎng)大于λ0的單色光照射，雖然光子能量變小，但也有可能發(fā)生光電效應(yīng)，可能有光電流，故D錯(cuò)誤。對(duì)點(diǎn)練2光電效應(yīng)圖像的理解5.(多選)下列四幅圖是與光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)有關(guān)的圖，則關(guān)于這四幅圖的說(shuō)法正確的是()A.圖(a)中，如果先讓鋅板帶負(fù)電，再用紫外線燈照射鋅板，則驗(yàn)電器的張角先變小后變大B.圖(b)中，同一頻率的黃光越強(qiáng)，飽和光電流越大C.圖(c)中，圖像的斜率為普朗克常量D.圖(d)中，E等于該金屬的逸出功答案ABD解析題圖a中，先讓鋅板帶負(fù)電，再用紫外線燈照射鋅板，由于光電效應(yīng)激發(fā)電子，鋅板電荷量減少，所以驗(yàn)電器的張角會(huì)變小，等鋅板電荷量為零時(shí)，驗(yàn)電器就無(wú)法張開(kāi)，如果紫外線燈繼續(xù)照射鋅板，就會(huì)使鋅板帶正電，驗(yàn)電器的張角又增大，故A正確；由題圖b可知，電壓相同時(shí)，光照越強(qiáng)，飽和光電流越大，說(shuō)明飽和光電流與光的強(qiáng)度有關(guān)，故B正確；根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0和動(dòng)能定理－eUc＝0－Ek，聯(lián)立解得Uc＝eq\f(hν,e)－eq\f(W0,e)，可知Uc－ν圖像的斜率為eq\f(h,e)，故C錯(cuò)誤；由Ek＝hν－W0知，Ek－ν圖線的縱軸截距為－W0＝－E，可知E等于該金屬的逸出功，故D正確。6.(多選)對(duì)于鈉和鈣兩種金屬，其遏止電壓Uc與入射光頻率ν的關(guān)系如圖3所示。用h、e分別表示普朗克常量和電子電荷量，下列說(shuō)法正確的是()圖3A.鈉的逸出功小于鈣的逸出功B.圖中直線的斜率為eq\f(h,e)C.在得到這兩條直線時(shí)，必須保證入射光的光強(qiáng)相同D.若這兩種金屬產(chǎn)生的光電子具有相同的最大初動(dòng)能，則照射到鈉的光頻率較高答案AB解析根據(jù)eUc＝Ek＝hν－W0，得Uc＝eq\f(h,e)ν－eq\f(W0,e)，由圖像可知，鈉的逸出功小于鈣的逸出功，故A正確；圖中直線的斜率為eq\f(h,e)，故B正確；在得到這兩條直線時(shí)，入射光的強(qiáng)度不必相同，故C錯(cuò)誤；由圖像可知，若這兩種金屬產(chǎn)生的光電子具有相同的最大初動(dòng)能，則照射到鈉的光頻率較低，故D錯(cuò)誤。對(duì)點(diǎn)練3光的波粒二象性物質(zhì)波7.(2024·江蘇南京高三月考)紫外線照射可以殺菌消毒。已知口罩表面積為S，紫外線波長(zhǎng)為λ，普朗克常量為h，真空中光速為c。用單位面積上發(fā)射功率為P的紫外線垂直照射口罩時(shí)間為t，則t內(nèi)照射到口罩上的紫外線光子數(shù)為()A.eq\f(PSλ,hc) B.eq\f(Ptλ,hc) C.eq\f(hc,PStλ) D.eq\f(PStλ,hc)答案D解析光子能量ε＝hν＝heq\f(c,λ)，根據(jù)題意可得PSt＝Neq\f(hc,λ)，解得N＝eq\f(PStλ,hc)，故D正確。8.一個(gè)德布羅意波波長(zhǎng)為λ1的中子和另一個(gè)德布羅意波波長(zhǎng)為λ2的氘核同向正碰后結(jié)合成一個(gè)氚核，該氚核的德布羅意波波長(zhǎng)為()A.eq\f(λ1λ2,λ1＋λ2) B.eq\f(λ1λ2,λ1－λ2) C.eq\f(λ1＋λ2,2) D.eq\f(λ1－λ2,2)答案A解析中子的動(dòng)量p1＝eq\f(h,λ1)，氘核的動(dòng)量p2＝eq\f(h,λ2)，同向正碰后形成的氚核的動(dòng)量p3＝p2＋p1，所以氚核的德布羅意波波長(zhǎng)λ3＝eq\f(h,p3)＝eq\f(λ1λ2,λ1＋λ2)，A正確。9.(多選)(2023·海南卷，10)已知一個(gè)激光發(fā)射器功率為P，發(fā)射波長(zhǎng)為λ的光，光速為c，普朗克常量為h，則()A.光的頻率為eq\f(c,λ)B.光子的能量為eq\f(h,λ)C.光子的動(dòng)量為eq\f(h,λ)D.在時(shí)間t內(nèi)激光器發(fā)射的光子數(shù)為eq\f(Ptc,hλ)答案AC解析由波的知識(shí)可知λ＝cT＝eq\f(c,ν)，則光的頻率為ν＝eq\f(c,λ)，A正確；由光子說(shuō)可知，光子能量E＝hν＝heq\f(c,λ)，光子動(dòng)量p＝eq\f(h,λ)，B錯(cuò)誤，C正確；時(shí)間t內(nèi)激光器發(fā)射的光子的總能量為Pt，即n·heq\f(c,λ)＝Pt，則n＝eq\f(Ptλ,hc)，D錯(cuò)誤。B級(jí)綜合提升練10.從1907年起，美國(guó)物理學(xué)家密立根用如圖4所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量光電效應(yīng)中幾個(gè)重要的物理量。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，若先后用頻率為ν1、ν2的單色光照射陰極K均可產(chǎn)生光電流。調(diào)節(jié)滑片P，當(dāng)電壓表示數(shù)分別為U1、U2時(shí)，ν1、ν2的光電流恰減小到零。已知U1＞U2，電子電荷量為e，下列說(shuō)法正確的是()圖4A.兩種單色光光子的動(dòng)量p1＜p2B.光電子的最大初動(dòng)能Ek1＜Ek2C.普朗克常量為eq\f(e（U1－U2）,ν1－ν2)D.逸出功為eq\f(e（ν1U1－ν2U2）,ν1－ν2)答案C解析根據(jù)公式eU＝hν－W0＝heq\f(c,λ)－W0，因?yàn)閁1＞U2，所以λ1<λ2，光子動(dòng)量p＝eq\f(h,λ)，故p1>p2，光子最大初動(dòng)能Ek＝eU，故Ek1>