2．光子说却能很好地解释光电效应．光子说认为：

　　 (1)空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光子．

　　 (2)光子的能量跟它的频率成正比，即 E＝hγ＝hc／λ 式中的h叫做普朗克恒量，h＝6．610^＿34J·s．

爱因斯坦利用光子说解释光电效应过程：入射光照到金属上，有些光子被电子吸收，有些没有被电子吸收；吸收了光子的电子(a、b、c、e、g)动能变大，可能向各个方向运动；有些电子射出金属表面成为光电子(b、c、g)，有些没射出(a、e)；射出金属表面的电子克服金属中正电荷引力做的功也不相同；只有从金属表面直接飞出的光电子克服正电荷引力做的功最少(g)，飞出时动能最大。

如果入射光子的能量比这个功的最小值还小，那就不能发生光电效应。这就解释了极限频率的存在；由于光电效应是由一个个光子单独引起的，因此从有光照射到有光电子飞出的时间与照射光的强度无关，几乎是瞬时的。这就解释了光电效应的瞬时性。

(3)爱因斯坦光电效应方程：E_k=hγ－W(E_k是光电子的最大初动能；W是逸出功，既从金属表面直接飞出的光电子克服正电荷引力所做的功。)

说明：(1)光电效应现象是金属中的自由电子吸收了光子的能量后，其动能足以克服金属离子的引力而逃逸出金属表面，成为光电子．不要将光子和光电子看成同一粒子．

(2)对一定的金属来说，逸出功是一定的．照射光的频率越大，光子的能量越大，从金属中逸出的光电子的初动能就越大．如果入射粒子的频率较低，它的能量小于金属的逸出功，就不能产生光电效应，这就是存在极限频率的原因．

[例2]．用某种频率的紫外线分别照射铯、锌、铂三种金属，从铯中发射出的光电子的最大初动能是2．9eV，从锌中发射出的光电子的最大初动能是1．4eV，铂没有光电子射出，则对这三种金属逸出功大小的判断，下列结论正确的是(　　　　　 )

　　 A．铯的逸出功最大，铂的逸出功最小　　 B．锌的逸出功最大，铂的逸出功最小

　　 C．铂的逸出功最大，铯的逸出功最小　　 D．铂的逸出功最大，锌的逸出功最小

解析：根据爱因斯坦光电效应方程：½mv_m²＝hγ一W．当照射光的频率一定时，光子的能量hγ就是一个定值，在光电效应中的所产生的光电子的最大初动能等于光子的能量减去金属的逸出功．最大初动能越大，说明这种金属的电子逸出功越小，若没有光电子射出，说明光子的能量小于电子的逸出功．因此说铂的逸出功最大，而铯的逸出功最小．　　 答案：c

[例3]入射光线照射到某金属表面上发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，那么以下说法中正确的是(　　　 )

　　 A．从光照到金属表面上到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加

　　 B．逸出的光电子的最大初动能减小

　　 C．单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减小

　　 D．有可能不发生光电效应

解析：入射光的强度，是指单位时间内入射到金属表面单位面积上的光子的总能量，“入射光的强度减弱而频率不变，”表示单位时间内到达同一金属表面的光子数目减少而每个光子的能量不变

　　 根据对光电效应的研究，只要入射光的频率大于金属的极限频率，那么当入射光照到金属上时，光电子的发射几乎是同时完成的，与入射光的强度无关．

　　 具有最大初动能的光电子，是来自金属最表层的电子，当它们吸收了光子的能量后，只要大于金属的逸出功而能摆脱原子核的束缚，就能成为光电子，当光子的能量不变时，光电子的最大初动能也不变．

　当入射光强度减弱时，仍有光电子从金属表面逸出，但单位时间内逸出的光电子数目也会减少．答案：C

1．光电效应规律中(1)、(2)、(4)条是经典的光的波动理论不能解释的，

(1) 极限频率ν0 光的强度由光波的振幅A决定，跟频率无关，

只要入射光足够强或照射时间足够长，就应该能发生光电效应．

(2) 光电子的最大初动能与光强无关，

(3)波动理论还解释不了光电效应发生的时间之短10^-9s　　　

能量积累是需要时间的

2.理解电磁波的产生机理

[例14]图为X射线的结构示意图，E为灯丝电源。要使射线管发出X射线，须在 K、A两电极间加上几万伏的直流高压，且(　　 )

A．高压电源正极应接在Q点，X射线从A极发出

B．高压电源正极应接在Q点，X射线从K极发出

C．高压电源正极应接在P点， X射线从 A极发出

D．高压电源正极应接在P点，X射线从K极发出

解析：X射线管发出X射线要有两个条件：第一，灯丝K要发射电子，所以灯丝K的两端要接低压电源，使灯丝能发射电子；第二，灯丝K发射的电子在K、A之间要加速获得很大的动能打在A上，从A发射出X射线，故K、A之间要加直流高压．基于以上两点，可知A选项正确．

试题展示

2．光的干涉只要求定性掌握，要能区分光的干涉和衍射现象：凡是光通单孔、单缝或多孔．多缝所产生的现象都属于衍射现象，只有通过双孔、双缝、双面所产生的现象才属于干涉现象；干涉条纹和衍射条纹虽然都是根据波的叠加原理产生的，但两种条纹有如下区别(以明暗相同的条纹为例)：干涉纹间距相等，亮条纹亮度相同．衍射条纹，中央具有宽而明亮的亮条纹，两侧对称地排列着一系列强度较弱．较窄的亮条纹．

规律方法　 1.理解光的波动性

[例11]在双缝干涉实验中以白光为光源，在屏幕上观察到了彩色干涉条纹，若在双缝中的一缝前放一红色滤光片(只能透过红光)，另一缝前放一绿色滤光片(只能透过绿光)，这时(　　　 )

A．只有红色和绿色的双缝于涉条纹，其它颜色的双缝干涉条纹消失

B．红色和绿色的双缝干涉条纹消失，其它颜色的双缝干涉条纹依然存在

C、任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮

D．屏上无任何光亮

解析：由于双缝前各有一块滤光片，分别都透过红光和绿光，这两种色光不能发生干涉，故在屏上无双缝干涉条纹，但是这两种色光通过每个单缝时发生单缝衍射，故屏上仍有光亮．所以C选项正确，

[例12] 用绿光做双缝干涉实验，在光屏上呈现出绿、暗相间的条纹，相邻两条绿条纹间的距离为Δx。下列说法中正确的有　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　

A.如果增大单缝到双缝间的距离，Δx 将增大

B.如果增大双缝之间的距离，Δx 将增大

C.如果增大双缝到光屏之间的距离，Δx将增大

D.如果减小双缝的每条缝的宽度，而不改变双缝间的距离，Δx将增大

解：公式中l表示双缝到屏的距离，d表示双缝之间的距离。因此Δx与单缝到双缝间的距离无关，于缝本身的宽度也无关。本题选C。

[例13] 登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射，尤其是眼睛更不能长时间被紫外线照射，否则将会严重地损坏视力。有人想利用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛的伤害的眼镜。他选用的薄膜材料的折射率为n=1.5，所要消除的紫外线的频率为8.1×10¹⁴Hz，那么它设计的这种“增反膜”的厚度至少是多少？

解：为了减少进入眼睛的紫外线，应该使入射光分别从该膜的前后两个表面反射形成的光叠加后加强，因此光程差应该是波长的整数倍，因此膜的厚度至少是紫外线在膜中波长的1/2。紫外线在真空中的波长是λ=c/ν=3.7×10^-7m，在膜中的波长是λ^/=λ/n=2.47×10^-7m，因此膜的厚度至少是1.2×10^-7m。

1．知道反映光具有波动性的实验及有关理论．

(1)激光是人工产生的相干光，可应用于光纤通信。

(2)平行度非常好。应用于激光测距雷达，可精确测距(s=c·t/2)、测速等。

(3)亮度高能量大，应用于切割各种物质、打孔和焊接金属。医学上用激光作“光刀”来做外科手术。

3．每种元素都有自己的特征谱线，根据不同的特征谱线可确定物质的化学组成，光谱分析既可用明线光谱，也可用吸收光谱．

[例10]．关于光谱和光谱分析，下列说法中正确的是　 (　　　　　 )

　 　A．太阳光谱和白炽灯光谱都是明线光谱

　　 B．霓虹灯和煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气产生的光谱都是明线光谱

　　 C．进行光谱分析时．可以利用明线光谱，不能用连续光谱“

　　 D．我们观察月亮射来的光谱，可以确定月亮的化学组成

解析：这类问题首先需要弄清连续光谱，明线光谱和吸收光论的产生机理．太阳光谱是我们从地球上观察的，所以是吸收光谱．月亮反射到地面的光谱是太阳光谱，煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气，属稀薄气体发光，产生明线光谱．答案：B

2．吸收光谱

　　 连续光通过某一物质被吸收一部分光后形成的光谱，能反映出原子的特征谱线．

由色散形成的，按频率的顺序排列而成的彩色光带叫做光谱

1．发射光谱

(1)连续光谱：包含一切波长的光，由炽热的固体、液体及高压气体发光产生；

(2)明线光谱：又叫原子光谱，只含原子的特征谱线．由稀薄气体或金属蒸气发光产生。

4.红外线、紫外线、X射线的性质及应用。

　物体辐射出的电磁波中辐射最强的波长λ_m和物体温度T之间满足关系：λ_m　 T = b(常数)。

[例9]．关于电磁波，下列说法中哪些是正确的(　　　　　　　 )

　　 A．电磁波中最容易表现出干涉、衍射现象的是无线电波

　　 B．红外线、可见光、紫外线是原子外层电子受激发后产生的

　　 C．γ射线是原子内层电子受激发后产生的

　　 D．红外线的波长比红光波长长，它的显著作用是热作用

解析：电磁波服从共同的规律，波长较大的无线电波是电磁波中最容易发生干涉和衍射现象的，电磁波之间的差异来源于它们产生的机理的不同，红外线、可见光、紫外线是原子外层电子受激发后产生的，伦琴射线是原子内层电子受激发后产生的，γ射线则是原子核受激发后产生的． 答案：ABD