【目標要求】
核心知識
質量要求
1. 原子核結構模型氫原子光譜基態結構
了解人類探索原子及其結構的歷史，了解核結構模型。 通過對氫原子光譜的分析，了解原子的基態結構。
2.核力與核反應方程
了解原子核的組成和核力的性質。 了解四種基本相互作用。 能根據質量數守恒和電荷守恒寫出核反應方程式。
3、放射性元素的衰變
了解放射性和核衰變。 了解半衰期及其統計意義。 了解放射性核素的應用，了解輻射的危害和防護。
4. 結合能、核裂變反應和核聚變反應
知道原子核的結合能，了解核裂變反應和核聚變反應。 關注核技術應用對人類生活和社會發展的影響。 了解人類探索物質結構的歷史。
5、光電效應現象
通過實驗了解光電效應現象。 了解愛因斯坦光電效應多項式及其含義。 光的波粒二象性可以用實驗推導來解釋。
6. 粒子波動
知道物理粒子具有波動性，了解微觀世界的量子化特性。 感受量子理論的建構對人們對物質世界認識的影響。
第1講 光電效應的波粒二象性
講課提示：對應中學生書229頁
1、光電效應
1.定義
光照射金屬表面時，金屬中的電子從表面逸出的現象。
2.光電
光電效應發射的電子。
3、研究光電效應的電路圖（如圖）
其中 A 是陽極，K 是陰極。
4.光電效應定律
(1)每種金屬都有一個極限頻率，入射光的頻率必須小于這個極限頻率才能形成光電效應。 高于此頻率的光不能形成光電效應。
(2) 光電子的最大初始動能與入射光的硬度無關，只隨入射光頻率的降低而減小。
(3)光電效應的發生幾乎是瞬時的，一般不超過10-9s。
(4)當入射光的頻率小于極限頻率時，飽和光電流的硬度與入射光的硬度成反比。
2.愛因斯坦光電效應多項式
1.光子說
光在空間中傳播是不連續的，而是一片一片的，每一片稱為光的一個能量子，簡稱光子，一個光子的能量ε=hν。 其中 h = 6.63 × 10-34J s（稱為普朗克常數）。
2.功函數W0
將電子從金屬中分離出來所做的最小功。
3.最大初始動能
當光電效應發生時，金屬表面的電子吸收光子，克服原子核的引力而逃逸動能最大值。
4.抑制電流和截止頻率
(1) Curb ：使光電流減小為零的反向電流Uc。
(2)截止頻率：能使某種金屬產生光電效應的最低頻率稱為該金屬的截止頻率(也稱極限頻率)。 不同的金屬對應不同的極限頻率。
5.愛因斯坦光電效應多項式
(1) 表達式：Ek=hν-W0。
(2)化學意義：金屬表面電子吸收一個光子所獲得的能量為hν，此能量的一部分用于克服金屬的功函數W0，其余表示為最大初始動能Ek逃逸后的光電子 = mev2。
3. 光與物質波的波粒二象性
1.光的波粒二象性
(1) 光的干涉、衍射、偏振現象證明光具有波動性。
(2)光電效應表明光具有粒子性。
(3)光具有波粒二象性，稱為光的波粒二象性。
2.物質波
(1)概率波
光的干涉現象是大量光子遵循漲落規律運動的表現。 亮白色是光子到達概率高的地方，暗白色是光子到達概率低的地方，所以光波也叫概率波。
(2) 物質波
任何運動的物體，從微觀粒子到宏觀物體，都有一個與之對應的波，它的波長λ=，p是運動物體的動量，h是普朗克常數。
講課提示：對應中學生書第230頁
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1.區分光電效應中的四組概念
(1)光子和光電子：光子是指光在空間傳播時的每一種能量，光子不帶電； 光電子是金屬表面受光照射時放出的電子，其本質是電子。
(2)光電子動能和光電子最大初始動能：電子吸收光子能量后，一部分克服限制做功，其余轉化為光電子初始動能。 只有直接從金屬表面飛出的光電子才有最大的初始動能。 動能。
(3)光電流和飽和光電流：從金屬板飛出的光電子到達陽極，在電路中形成光電流。 隨著外加正向電流的減小，光電流趨于飽和值，即飽和光電流。 在一定光照條件下，飽和光電流與外加電流無關。
(4)入射光硬度和光子能量：入射光硬度是指單位時間內照射在單位面積金屬表面上的總能量。 光子能量是普朗克常數與電磁場頻率的乘積，ε=hν。
2.光電效應定律的解釋
相應的法律
法律形成的解釋
光電子的最大初始動能隨入射光頻率的降低而降低，與入射光硬度無關
電子吸收光子能量后，一部分克服限制做功，其余部分轉化為光電子的初始動能。 只有直接從金屬表面飛出的光電子才有最大的初始動能。 對于某種金屬，W0是一定的，所以光電子的最大初始動能只隨著入射光頻率的降低而降低
光電效應瞬時
光照射金屬時，電子吸收光子的能量后，動能立即下降，沒有能量積累的過程
光線強時，飽和光電流大
光線強時，所含的光子數較多，照射金屬時形成的光電子較多，因此飽和光電流較大
1.（多選）用光電管進行光電效應實驗。 當一定頻率的光入射時，會形成光電流。 下列說法正確的是（ ）
A．保持入射光的頻率不變，入射光的光強變大，飽和光電流變大
B．入射光頻率變高，飽和光電流變大
C．入射光的頻率變高，光電子的最大初始動能變大
D．保持入射光的光強恒定，不斷降低入射光的頻率，仍然有光電流形成
解析：光電效應形成時，光的硬度越大，單位時間內逸出的光電子越多，飽和光電流越大，A正確； 飽和光電流與入射光頻率無關，B錯； 最大初始動能隨入射光頻率的降低而減小，與入射光的硬度無關，C正確； 如果降低入射光的頻率，如果高于極限頻率，就不能發生光電效應，不形成光電流，D錯。
答案：交流
2、（2021年湖南長沙初一測得）在光電效應實驗中，實驗組用同頻率的單色光依次照射鋅和銀表面，可形成光電效應。 對于這兩個過程，下列四個化學量可能相同（）
A．飽和光電流
B．遏制電流
C．光電子的最大初始動能
D、功函數
分析：飽和光電流與光的硬度有關。 本實驗通過控制光的硬度可以實現相同的飽和光電流，A正確； 不同的金屬有不同的功函數。 根據光電效應多項式Ek=hν-W0，用同頻率的單色光，光子能量hν相同高中物理光電效應，光電子的最大初始動能Ek不同，C、D錯誤； 根據約束電流與最大初始動能的關系U=可知，光電子的最大初始動能不同，約束電流也不同，B錯。
答案：一個
容易出錯的警告
關于光電效應的4條提醒
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(1) 光電效應能否發生，不取決于光的硬度，而取決于光的頻率。
(2)光電效應中的“光”并不是特指可見光，也包括不可見光。
(3)功函數由金屬本身決定，與入射光無關。
(4)光電子不是光子，而是電子。
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一、光電效應的“三關系”
(1)愛因斯坦光電效應多項式Ek=hν-W0。
(2)光電子的最大初始動能Ek可以通過光電池實驗測得，即Ek=eUc，其中Uc為約束電流。
(3)光電效應多項式中的W0為功函數，其與極限頻率νc的關系為W0=hνc。
2.四種圖像
圖片名稱
圖形形狀
閱讀信息
最大初始動能Ek與入射光頻率ν的關系
(1)截止頻率(limit )：縱軸截距；
(2)功函數：橫軸截距的絕對值W0=|-E|=E；
(3)普朗克常數：圖形的斜率k=h
包容電流Uc與入射光頻率ν的關系圖
(1)截止頻率νc：縱軸截距；
(2) 遏制電流Uc：隨入射光頻率的降低而降低；
(3)普朗克常數h：等于圖形斜率與電子電荷的乘積，即h=ke
相同顏色不同強度的光，光電流與電流的關系
(1) 遏制電流Uc：縱軸截距；
(2)飽和光電流Im：電壓的最大值；
(3) 最大初始動能：Ekm＝eUc
顏色不同時光電流與電流的關系
(1) 抑制電流Uc1、Uc2；
(2) 飽和光電流；
(3) 最大初始動能Ek1=eUc1,Ek2=eUc2
3、實驗中，當一束頻率為ν的紅光照射極限頻率（俗稱“截止頻率”）為ν0的金屬時，發生光電效應現象，則下列說法正確的是()
A。 金屬的功函數 W = hν
B．如果用綠光代替照射，一定不能發生光電效應
C．如果紅光的一半被阻擋，逃逸光電子的最大初始動能將減少一半
D． 在本實驗中，調節反向電流可以使光電流正好為零，這個電流的大小Uc=(ν－ν0)
分析：金屬的功函數W=hν0，故A錯誤； 其實綠光的頻率是大于紅光的，但是我們不知道綠光的頻率和截止頻率之間的關系，所以我們用綠光代替 如果是照射的話，光電效果不一定會發生，所以B錯； 由光電效應多項式Ekm=hν-W0可知，如果阻擋一半的紅光，光的頻率不變，逃逸光電子的最大初始動能不變，所以C錯了； 本實驗中，調整反向電流可以使光電流正好為零，由動能定律，eUc=Ekm，Ekm=hν-W0，同時可得Uc==，故D正確。
答案：D
4.（2021年山東省泰安市初一測量）同事在光電效應實驗中，用同一個光電管得到光電流與電流的三條關系曲線（光A，光B，和光C）在不同的實驗條件下，如圖所示。 則可以確定 ()
A、A光的頻率小于B光的頻率
B．B光的波長大于C光的波長
C．B光對應的截止頻率小于B光的截止頻率
D．A光對應的光電子最大初始動能小于C光對應的光電子最大初始動能
分析：由圖可知，A燈和B燈對應的路緣電流相等，由eUc=Ek和hν=W0+Ek可知，A燈和B燈的頻率相等，A錯； C光的頻率小于B光的頻率，則C光的波長大于B光的波長，B正確； 由hνc=W0可知A、B、C光對應的截止頻率相同，C錯； 由光電效應方程可知，光A對應的光電子最大初始動能大于丙光對應的光電子最大初始動能D是錯誤的。
答案：乙
5、小明用金屬銣作為陰極的光電管觀察光電效應現象。 實驗裝置示意圖如圖A所示。已知普朗克常數h=6.63×10-34J·s。
(1) 圖A中的電極A為光電管（可選填“陰極”或“陽極”）。
(2)實驗測得銣的抑制電流Uc與入射光頻率ν的關系如圖B所示，則銣的截止頻率νc=，功函數W0=。
(3) 若實驗中入射光的頻率ν=7.00×，則形成的光電子的最大初始動能Ek=。
解析：（1）光束照射陰極，打在陽極A上。
(2)讀取銣的截止頻率νc=5.15×，
其功函數W0=hνc≈3.41×10－19J。
(3) 從愛因斯坦的光電效應方程
Ek=hν-W0≈1.23×10-19J。
答：（1）陽極 （2）5.15×1014（5.12×1014～5.19×1014可以） 3.41×10－19（3.39×10－19～3.44×10－19可以）
(3) 1.23×10-19（1.20×10-19～1.25×10-19也可以）
法律概要
1.光電管的認識
(1)當給光電池施加正向電流時，如圖A所示，入射光的硬度降低→光子數增加→產生的光電子數增加→光電流減小。
(2)當給光電池施加反向電流時，如圖B所示，光子頻率降低→光子能量降低→光電子最大初始動能降低→抑制電流降低。 抑制電流與光照強度無關。
2.解決光電效應中圖像相關問題的途徑
(1)清晰圖像中縱坐標和橫坐標表示的數學量。
(2)弄清圖像所代表的數學意義及對應的函數關系，同時知道截、交等特殊點的意義。 例如：
①Ekm-ν圖，為光電子最大初始動能Ekm隨入射光頻率ν的變化曲線，圖A縱軸截距為陰極金屬極限頻率，橫軸截距坐標軸表示陰極金屬逸出功的負值，直線的斜率是普朗克常數，圖像的函數公式為Ek=hν-W0。
②光電效應中的IU圖像是光電流硬度I隨兩極板間電流U的變化曲線。 圖 B 中的 Im 是飽和光電流，Uc 是抑制電流。
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1.理解光的波粒二象性
實驗依據
表現
闡明
光的波動
干涉和衍射
(1)光是一種概率波，即光子出現在空間各點的可能性(概率)可以用漲落規律來描述。
(2)大量光子傳播時，表現出波的性質
(1) 光的波動性是光子本身的性質，不是光子之間相互作用形成的。
(2)光的波動性不同于宏觀概念中的波
光的粒子性
光電效應、康普頓效應
(1)光與物質相互作用時，這些作用是“一個接一個”進行的高中物理光電效應，表現出粒子的本性。
(2) 少數或部分光子清楚地表現出光的粒子性
(1) 粒子的意思是“不連續”、“一個接一個”。
(2) 光子不同于宏觀粒子
波動性和粒子性的對立統一
(1) 大量的光子傾向于表現出波動性，而少量的光子傾向于表現出粒子性。
(2)波長長(頻率低)的光波動性強，波長短(頻率高)的光具有強粒子性
(1) 光子理論并沒有否定波動理論。 在ε=hν=h中，ν和λ是波的概念。
(2) 波粒在宏觀上不能統一，在微觀上卻是統一的
2. 物質波
(1) 定義：任何運動的物體都有與之對應的波。 這些波稱為物質波，也稱為德布羅意波。
(2)物質波的波長：λ==，h為普朗克常數。
(3) 德布羅意波也是一種概率波。 衍射圖中的亮圓圈是電子著陸概率高的地方，但概率受漲落規律支配。
6.（多選）關于物質的波粒二象性，下列說法正確的是（）
A．除了光子具有波粒二象性外，所有運動的粒子都具有波粒二象性
B．運動的微觀粒子，如光子，在通過小孔時沒有特定的軌跡
C．波動性和粒子性在宏觀現象中是矛盾對立的，在微觀高速運動現象中是統一的
D．物體的運動有特定的軌道，所以物體不具有波粒二象性
解析：波粒二象性是微觀世界的獨特規律。 除了光子具有波粒二象性外，所有運動的粒子都具有波粒二象性。 A是正確的； 因為微觀粒子的運動服從不確定性關系，運動的微觀粒子與光子是一樣的。 當它們通過小孔衍射時，它們沒有特定的軌跡。 B是正確的； 波粒二象性適用于微觀高速場，C正確； 事實上，宏觀物體運動產生的德布羅意波波長太小，無法觀測到，但它仍然具有波粒二象性，D誤差。
答案：ABC
7、X射線是一種高頻電磁波。 若X射線在真空中的波長為λ，則h表示普朗克常數，c表示光在真空中的速度，E和p分別表示X射線每個光子的能量和動量。 ，但（）
A。 E=, p=0
B． E=, p=
C。 E=, p=0
D． E=, p=
分析：根據E=hν，λ=，c=λν，能量E=X射線的每個光子，動量p=每個光子，所以選擇D。
答案：D