資源簡介

光電效應與能級躍遷作業題
作業題目難度分為 3檔：三星☆☆☆（基礎題目）
四星☆☆☆☆（中等題目）
五星☆☆☆☆☆（較難題目）
本套作業題目 1-10 題為三星,11-16 為四星，17-19 為五星。
1．氫原子能級圖如圖所示，a,b,c分別表示原子在不同能級之間的三種躍遷途徑，
設在 a,b,c 在躍遷過程中，放出光子的能量和波長分別是 Ea、Eb、Ec 和
a、 b、 c，若 a光恰能使某金屬發生光電效應，則（ ） ☆☆☆
1 1 1
A. a b c B. b = a + c
C. Eb Ea Ec D. C光也能使該金屬產生光電效應
答案解析：原子在不同能級躍遷時，放出光子的能量等于能級差，所以
Eb 1.51ev ( 13.60ev) 12.09ev E， c 1.51ev ( 3.40ev) 1.89ev，
Ea 3.40ev ( 13.60ev) 10.20ev Eb E E，所以有 a c 選項 C對；
1 1 1
E h h c
根據光子能量 可得 b = a + c ，選項 B對 A錯；
a光恰能使某金屬發生光電效應，而 C光子能量比 a光子能量小，所以不能使該
金屬發生光電效應，選項 D錯。
考點：波爾原子結構能級。
2．如圖為氫原子的能級示意圖，鋅的逸出功是 3.34ev，那么對氫原子在能級躍
遷過程中發射或吸收光子的特征認識正確的是_____(填正確答案標號。選對 l個
得 2分，選對 2個得 4分，選對 3個得 5分。每選錯 1個扣 3分，最低得分為 0
分) ☆☆☆
A、用氫原子從高能級向基態躍遷時發射的光照射鋅板一定不能產生光電效應
B、一群處于 n=3能級的氫原子向基態躍遷時，能放出 3種不同頻率的光
C、一群處于 n=3能級的氫原子向基態躍遷時，發出的光照射鋅板，鋅板表面所
發出的光電子的最大初動能為 8.75eV
D．用能量為10.3eV的光子照射，可使處于基態的氫原子躍遷到激發態
E、用能量為 14.0eV的光子照射，可使處于基態的氫原子電離
答案解析：從高能級向低能級躍遷多余的能力將以光子的形式輻射出來，而氫原
子從高能級躍遷到基態輻射光子能量最小值為 3.4ev ( 13.6ev) 10.2ev，遠大
于鋅的逸出功，所以鋅板一定可以發生光電效應。選項 A錯。一群處于 n=3能
3
級的氫原子向基態躍遷時，輻射光子數目為Cn 3選項 B對。氫原子躍遷輻射
光子能力使鋅板發生光電效應，一部分克服逸出功，多余部分以動能形式隨光電
子逸出。一群處于 n=3 能級的氫原子向基態躍遷時輻射光子最大能量為
1.51ev ( 13.6ev) 12.09ev ， 克 服 逸 出 功 后 剩 余 的 動 能 即 為 最 大 為
12.09ev 3.34ev 8.75ev選項 C對。當氫原子吸收的光子能量剛好等于能級差時，
氫原子會躍遷到對應的高能級上去。由于沒有任何一個高能級與基態的能級差等
于10.3eV，而且有不足以躍遷到無窮遠發生電離，所以用能量為10.3eV的光子
照射，不能使處于基態的氫原子躍遷，選項 D錯。用能量為 14.0eV的光子照射，
氫原子可以從基態躍遷到無窮遠，多余的能量轉化為電離后的動能選項 E對。
考點：光電效應
3．已知處于某一能級 n上的一群氫原子向低能級躍遷時，能夠發出 10種不同頻
率的光，下列能表示輻射光波長最長的那種躍遷的示意圖是（ ） ☆☆☆
答案解析：試題分析：根據玻爾理論，波長最長的躍遷對應著頻率最小的躍遷，
根據氫原子能級圖，頻率最小的躍遷對應的是從 5到 4的躍遷，選項 A正確。
考點：玻爾理論。
4．氫原子的能級圖如圖所示，一群原來處于n 4能級的氫原子躍遷到 n 1能級
的過程中( ) ☆☆☆
A．放出三種頻率不同的光子
B．放出六種頻率不同的光子
C．放出的光子的最大能量為 12.75eV，最小能量是 10.20eV
D．放出的光能夠使逸出功為 13eV的金屬發生光電效應
C 2根據數學組合公式 4 6答案解析： ，知最多激發出 6中不同頻率的光子．故 A
錯誤、B 正確。由 n=4 躍遷到 n=1 的能級差最大，輻射的光子能量越大，
E41 12.75eV n=4 n=3 E 0.66eV，由 到 輻射的光子能量最小， 43 ，選項 C錯
E41 12.75eV<13eV誤。放出的六種光子能量最大的為 ，則不能發生光電效應，
選項 D錯誤。故選 D。
考點：本題考查了氫原子的能級公式和躍遷、光電效應規律。
5．氫原子的能級圖如圖所示，一群處于 n=4能級的氫原子向較低能級躍遷，能
產生 種不同頻率的光子，其中頻率最大的光子是從 n=4 的能級向 n= 的
能級躍遷所產生的。 ☆☆☆
n E/eV
∞ 0
4 -0.85
3 -1.51
2 -3.40
1 -13.6
C 4 6
答案解析：根據 2 知，一群處于 n=4能級的氫原子向較低能級躍遷，能產生
6種不同頻率的光子．n=4和 n=1間的能級差最大，輻射的光子頻率最大。
考點：本題考查了原子的躍遷。
6．如圖所示是氫原子的能級圖，現讓一束單色光照射一群處于基態的氫原子，
受激發的氫原子能自發地輻射出三種不同頻率的光，則照射氫原子的單色光的光
子能量為（ ） ☆☆☆
A．3.4eV B．10.2eV C．12.09eV D．13.6eV
答案解析：讓一束單色光照射一群處于基態的氫原子，受激發的氫原子能自發地
輻射出三種不同頻率的光，說明氫原子吸收能量從基態躍遷到激發態 E3，根據
頻率條件：hv=Em-EFN=-1.51eV-(-13.6eV)=12.09eV，C正確。
考點：本題考查頻率條件。
7．氫原子的部分能級如圖所示。已知可見光的光子能量在 1.62eV 到 3.11eV之
間。由此可推知, 氫原子（ ） ☆☆☆
A．從高能級向 n=1能級躍遷時發出的光的波長比可見光的短
B．從高能級向 n=2能級躍遷時發出的光均為可見光
C．從高能級向 n=3能級躍遷時發出的光的頻率比可見光的高
D．從 n=3能級向 n=2能級躍遷時發出的光為可見光
答案解析：根據玻爾理論，氫原子由高能級狀態向低能級狀態躍遷，同時要向外
hc
h E2 E輻射一定頻率的光子，由 1，c ， E2 E1 ，從高能級向 n=1能
級躍遷時向外輻射一定頻率光子的能量在 10.2eV到 13.6eV之間，光子的能量范
圍大于可見光的能量范圍，所以從高能級向 n=1能級躍遷時發出的光的波長比可
見光的短，故 A選項正確；從高能級向 n=2能級躍遷時向外輻射一定頻率光子
的能量在 1.89eV到 3.40eV之間光子的能量有一部分仍大于可見光的能量范圍，
所以從高能級向 n=2能級躍遷時發出的光的波長有的在可見光范圍里，有的光子
的波長比可見光的短，故 B選項錯誤；從高能級向 n=3能級躍遷時向外輻射一
定頻率光子的能量在 0.66eV到 1.51eV，光子的能量范圍小于可見光的能量范圍，
h E2 E由 1知從高能級向 n=3能級躍遷時發出的光的頻率比可見光的頻率低，
C選項錯誤；從 n=3能級向 n=2能級躍遷時發出的光子的能量為 1.89 eV，光子
的能量不在可見光范圍里，發出的光不是可見光，故 D選項錯誤。
考點：波爾理論 原子躍遷 光子的頻率和波長。
8．氫原子能級如圖所示,一群處于 n=4 能級的氫原子回到 n=1 狀態的過程中
（ ） ☆☆☆
A. 放出 3種不同頻率的光子
B. 放出 6種不同頻率的光子
C. 放出的光子的最大能量為 12.75eV，最小能量為 0.66eV
D. 放出的光能夠使逸出功為 13.0 eV的金屬發生光電效應
2
答案解析：任意兩能級間發生躍遷，放出一種頻率的光子，根據C4 6可知，從
n=4能級的氫原子回到 n=1放出 6種不同頻率的光子，所以 A錯誤、B正確；從
能級 4躍遷到能級 1放出的光子能量最大，從能級 4躍遷到能級 3時放出的光子
h Em E能量最小，根據 n可得知，最大能量 12.75eV，最小能量為 0.66eV，
所以 C正確；根據光電效應的條件，只有放出的光子能量大于 13.0eV的光子，
才能使金屬發生光電效應，故 D錯誤；
考點：氫原子能級結構、能級公式、光電效應。
9．研究光電效應時，已經知道金屬鈉的逸出功為 2.29eV，現有一系列處于 n=4
能級的氫原子，用它在躍遷過程中發出的光照射金屬鈉，氫原子的能級結構圖如
圖所示，則下列說法中正確的是（ ） ☆☆☆
n E/e
∞ 05 -0.54
4 -0.85
3 -1.51
2 -3.40
1 -13.6
A．躍遷過程中將釋放 5種頻率的光子
B．躍遷過程中釋放光子的最小能量為 1.89eV
C．躍遷過程中釋放光子的最大能量為 13.6eV
D．躍遷過程中釋放的光子有 4種能引起光電效應
2
答案解析：氫原子從 n=4到 n=1躍遷共釋放C4 6種頻率的光子，選項 A錯誤。
E 0.66eV
能級差最小的釋放的光子能量最小為 4 3 ，選項 B錯誤。釋放的光子
E4 1 12.75eV能量最大的為 ，選項 C 錯誤。要使產生的光子發生光電效應，
需滿足能級差 E 2.29eV E，而 6 種只有 4 3 E和 3 2小于 2.29eV,則由 4 種，
選項 D正確。故選 D。
考點：本題考查了波爾理論、能級、光電效應。
10．如圖是氫原子的能級圖，對于一群處于 n=4的氫原子，下列說法中正確的是
（ ）（填入正確選項前的字母，選對 1個給 3分，選對 2個給 4分，選對 3
個給 6分，每選錯 1個扣 3分，最低得分為 0分）。 ☆☆☆
A．這群氫原子能夠吸收任意能量的光子后向更高能級躍遷
B．這群氫原子能夠發出 6種不同頻率的光
C．這群氫原子發出的光子中，能量最大為 10.2 eV
D．如果發出的光中子有兩種能使某金屬產生光電效應，其中一種一定是由 n=3
能級躍遷到 n=1能級發出的
E．從 n= 4能級躍遷到 n =3能級發出的光的波長最長
答案解析：（1）氫原子只能吸收能級之差的能量值的光子后向更高能級躍遷，A
錯誤；這群氫原子能發出 3+2+1=6種不同頻率的光，B正確；這群氫原子發出的
光子中，能量最大的為從 4 能級向 1能級躍遷時，為 12.75 eV ，C錯誤；如果
發出的光中子有兩種能使某金屬產生光電效應，一定是能量較大的兩種，一種是
n=4能級躍遷到 n=1能級發出的光，另一種是由 n=3能級躍遷到 n=1能級發出
的光，D正確；從 n= 4能級躍遷到 n =3能級發出的光是能量最小的，所以波長
最長，E正確。
考點：本題考查了氫原子能級圖的知識。
11．如圖所示是氫原子的能級圖，大量處于 n=4激發態的氫原子向低能級躍遷時，
一共可以輻射出 6種不同頻率的光子，其中巴耳末系是指氫原子由高能級向 n=2
能級躍遷時釋放的光子，則（ ） ☆☆☆☆
A.6種光子中有 2種屬于巴耳末系
B.6種光子中波長最長的是 n=4激發態躍遷到基態時產生的
C.若從 n=2 能級躍遷到基態釋放的光子能使某金屬板發生光電效應，則從 n=3
能級躍遷到 n=2能級釋放的光子也一定能使該板發生光電效應
D.使 n=4能級的氫原子電離至少要 0.85eV的能量
答案解析：由 4到 2及由 3到 2的躍遷屬于巴耳末系，所以 A正確；6種光子中
波長最長的也就是頻率最小的是 n=4 激發態躍遷到 n=3 時產生的，B 錯；若從
n=2能級躍遷到基態釋放的光子能使某金屬板發生光電效應，而從 n=3能級躍遷
到 n=2 能級釋放的光子頻率小于 n=2 能級躍遷到基態釋放的光子的頻率，所以
不能使該板發生光電效應；使 n=4 能級的氫原子的能級與無窮遠處的能級差為
0.85eV，所以使 n=4能級的氫原子電離至少要 0.85eV的能量，選項 D正確。
考點：玻爾理論及光電效應。
12．已知金屬鈣的逸出功為 2.7eV，氫原子的能級圖如圖所示，一群氫原子處于
量子數 n＝4能級狀態，則( ) ☆☆☆☆
A．氫原子可能輻射 6種頻率的光子
B．氫原子可能輻射 5種頻率的光子
C．有 3種頻率的輻射光子能使鈣發生光電效應
D．有 4種頻率的輻射光子能使鈣發生光電效應
C 2 6種
答案解析：根據 4 知，這群氫原子可能輻射 6種頻率的光子，故 A正確、
B錯誤．n=4躍遷到 n=3輻射的光子能量為 0.66eV，n=3躍遷到 n=2輻射的光子
能量為 1.89eV，n=4 躍遷到 n=2 輻射的光子能量為 2.55eV，均小于逸出功，不
能發生光電效應，其余 3種光子能量均大于 2.7eV，所以這群氫原子輻射的光中
有 3種頻率的光子能使鈣發生光電效應，故 C正確、D錯誤．故選 AC．
考點：本題考查了光電效應的條件、氫原子的能級公式和躍遷。
13．已知處于某一能級 n上的一群氫原子向低能級躍遷時，能夠發出 10種不同
頻率的光，下列能表示輻射光波長最長的那種躍遷的示意圖是( )
☆☆☆☆
答案解析：由圖示可知，在 A所示能級躍遷中釋放光子的能量最小，輻射光波的
波長最長．
考點：氫原子的能級公式和躍遷。
14．如圖所示為氫原子的能級圖，a、b、c為氫原子躍遷時可能發出的三種波長
的光，在下列氫原子光譜的各選項中，譜線從左向右的波長依次增大，則正確的
是（ ） ☆☆☆☆
E E E
答案解析：根據玻爾理論及躍遷圖可知，三種光的能量關系是 a c b ，根據
E hc
，則 a c b 。選項 C正確。
考點：玻爾理論及光子的能量。
15．氫原子能級如圖所示，一群原處于 n 4能級的氫原子回到 n 1的狀態過程
中（ ） ☆☆☆☆
A.放出三種頻率不同的光子
B.放出五種頻率不同的光子
C.放出的光子的最大能量為 12.75eV，最小能量是 0.66eV
D.放出的光能夠使逸出功為 13.0eV的金屬發生光電效應
答案解析：氫原子從 n=4能級躍遷到 n=1能級，由于有 6中不同的躍遷方式，所
以有 6 中不同頻率的光子；在 n=4 和 n=1 能級之間躍遷釋放的能力最大，為
12.75ev；在 n=4和 n=3能級之間躍遷，釋放的能量最小，為 0.66ev；所以 A、B
選項錯誤，而 C選項正確；由于 12.75ev小于某金屬的逸出功 13.0ev，所以放出
的光不能使該金屬發生光電效應，D選項錯誤。
考點：本題考查氫原子的躍遷。
16．如圖所示為氫原子的能級圖. 氫原子從 n=5的能級躍遷到 n=3的能級時輻射
出 a光子，從 n=4的能級躍遷到 n=2 的能級時輻射出 b光子.下列說法正確的是
（ ） ☆☆☆☆☆
A．a光子的能量比 b光子的能量大
B．若 a、b兩種光在同一種均勻介質中傳播，則 a光的傳播速度比 b光的傳播速
度大
C．若 b光能使某種金屬發生光電效應，則 a光一定能使該金屬發生光電效應
D．若用同一雙縫干涉裝置進行實驗，用 a光照射雙縫得到相鄰亮條紋的間距比
用 b光照射雙縫得到的相鄰亮條紋的間距大
答案解析：據題意，氫原子從 n=5能級躍遷到 n=3能級釋放的能量為：
ΔEa=0.97ev=hva，氫原子從 n=4能級躍遷到 n=2能級釋放的能量為：
ΔEb=2.55ev=hvb，即 b光光子的頻率較大，所以可知 A選項錯誤；據頻率較大的
光傳播速度越慢，所以 B選項正確；如果 b光可以使某種金屬產生光電效應，a
光不一定可以產生，所以 C選項錯誤；b光頻率較大則 b光波長較小，所以在做
雙縫干涉實驗時，a光得到的干涉條紋較寬，D選項正確。
考點：本題考查對氫原子的躍遷和光子特性的理解。
17．如圖為氫原子的能級圖，用動能為 13.07 eV 的電子撞擊一群處于基態的氫
原子，可能觀測到氫原子發射的不同波長的光有（ ） ☆☆☆☆☆
n E/eV0
∞ - 0.54
4 - 0.85
3 - 1.51
2 - 3.4
1 - 13.6
A．15種 B．10種 C．4種 D．1種
答案解析：由于 13.6-0.54=13.06 eV，則用動能為 13.07 eV 的電子撞擊一群處于
基態的氫原子，氫原子最高可躍遷到能量為-0.54 eV的高激發態，即躍遷到量子
數為 n=5 的激發態。而 n=5 的氫原子向低能級躍遷發光是完全隨機的，發射的
2
可能波長的個數為C5 10，選項 B正確。
考點：本題考查考查氫原子的玻爾理論。
18 v．用頻率為 0的光照射大量處于基態的氫原子，在所發射的光譜中僅能觀測到
v1、v2、v3 v v v頻率分別為 的三條譜線，且 3 2 1，則（ ） ☆☆☆☆☆
A v v． 0 1
B v． 3 v2 v1
C v0 v1 v2 v3 v v． 0 3 v2 v1
1 1 1

D． v1 v2 v3
v
答案解析：首先是基態的氫原子吸收頻率為 0的光，躍遷到高激發態，接著處于
v、v、v
高激發態的這些氫原子又隨機向低能級躍遷，釋放出頻率分別為 1 2 3的三
v0 v3 v條譜線，因此 1，選項 A C hv hv hv、 均錯誤。根據躍遷假設，有 3 2 1，
選項 B正確、D錯誤。
考點：本題考查氫原子的躍遷假設。
19．右圖是氫原子能級圖，某個氫原子 A從 n＝3的狀態直接躍遷到基態，另一
氫原子 B從 n＝4的狀態直接躍遷到基態，下列說法正確的是（ ）☆☆☆☆☆
A．A和 B都只釋放出一種頻率的光子
B．A和 B都不只放出一種頻率的光子
C．若Ａ放出的光子能使某金屬發生光電效應，則 B放出的光子也能使該金屬發
生光電效應
D．若Ｂ放出的光子能使某金屬發生光電效應，則 A放出的光子也能使該金屬發
生光電效應
答案解析：由于 A從 n＝3的狀態直接躍遷到基態，故它會釋放出 1種頻率的光
子，B從 n＝4的狀態直接躍遷到基態也會釋放出 1種頻率的光子，故選項 A正
確，B不對；又由于從 n＝3的狀態直接躍遷到基態的光子的頻率小于從 n＝4的
狀態直接躍遷到基態光子的頻率，而頻率越大，才能更容易使金屬產生光電效應
現象，故 C正確，D不對。
考點：氫原子的能級圖，光電效應現象。(共23張PPT)
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光電效應與能級躍遷
知識體系梳理
優秀同齡人的陪伴 讓你的青春少走彎路
光電效應與能級躍遷部分是選修3-5的
重點內容，主要考察內容就是微觀問題
的理解和應用，同學要重視條件和特點，
在這個基礎上進行題型鞏固。
使用說明-內容說明
01
目 錄
梳理知識體系
CONTENTS
02
解決經典問題實例
PA RT 1
梳理知識體系
DREAM OF THE FUTURE
光電效應與能級躍遷
大 致 框 架
光電效應
愛因斯坦光電效應方程
光的波粒二象性與物質波
光電效應與能
級躍遷
考點
光電效應與能級躍遷
大 致 框 架
1.定義
照射到金屬表面的光，能使金屬中的電子從表面逸
出的現象。
光電效應
2.光電子
光電效應中發射出來的電子。
3.研究光電效應的電路圖(如圖1)：
其中A是陽極。K是陰極。
愛因斯坦光電
效應方程
4.光電效應規律
光電效應與
能級躍遷
(1)每種金屬都有一個極限頻率，入射光的頻率必須
大于這個極限頻率才能產生光電效應。低于這個頻
率的光不能產生光電效應。
光的波粒二象
性與物質波
(2)光電子的最大初動能與入射光的強度無關，只隨
入射光頻率的增大而增大。
(3)光電效應的發生幾乎瞬時的，一般不超過10－9s。
(4)當入射光的頻率大于極限頻率時，飽和光電流的
強度與入射光的強度成正比
考點
光電效應與能級躍遷
大 致 框 架
1.光子說
在空間傳播的光是不連續的，而是一份一份的，每一份叫做一個光的能量子，簡
稱光子，光子的能量ε＝hν。其中h＝6.63×10－34J·s。(稱為普朗克常量)
2.逸出功W0
使電子脫離某種金屬所做功的最小值。
愛因斯坦光電
效應方程
3.最大初動能
發生光電效應時，金屬表面上的電子吸收光子后克服原子核的引力逸出時所具有
的動能的最大值。
4.遏止電壓與截止頻率
(1)遏止電壓：使光電流減小到零的反向電壓Uc。
(2)截止頻率：能使某種金屬發生光電效應的最小頻率叫做該種金屬的截止頻率
(又叫極限頻率)。不同的金屬對應著不同的極限頻率。
5.愛因斯坦光電效應方程
(1)表達式：E ＝hν－W 。
0
k
(2)物理意義：金屬表面的電子吸收一個光子獲得的能量是hν，這些能量的一部
分用來克服金屬的逸出功W ，剩下的表現為逸出后光電子的最大初動能E ＝m v2/2。
0
k
e
光電效應與能級躍遷
大 致 框 架
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)光電效應說明光具有粒子性。
(3)光既具有波動性，又具有粒子性，稱為光的波粒二象性。
2.物質波
光的波粒二象性
與物質波
(1)概率波
光的干涉現象是大量光子的運動遵守波動規律的表現，亮條紋是光子到達
概率大的地方，暗條紋是光子到達概率小的地方，因此光波又叫概率波。
(2)物質波
任何一個運動著的物體，小到微觀粒子大到宏觀物體都有一種波與它對應，
其波長λ＝h/p，p為運動物體的動量，h為普朗克常量。
光電效應與能級躍遷
1.對光電效應的四點提醒
大 致 框 架
(1)能否發生光電效應，不取決于光的強度而取決于光
的頻率。
(2)光電效應中的“光”不是特指可見光，也包括不可
見光。
考點一
光電效應現象和光電
效應方程的應用
(3)逸出功的大小由金屬本身決定，與入射光無關。
(4)光電子不是光子，而是電子。
考點
2.兩條對應關系
(1)光強大→光子數目多→發射光電子多→光電流大；
(2)光子頻率高→光子能量大→光電子的最大初動能大。
考點二
光電效應的圖象分析
3.定量分析時應抓住三個關系式
考點三
光的波粒二象性、物質波
(1)愛因斯坦光電效應方程：Ek＝hν－W0。
(2)最大初動能與遏止電壓的關系：E ＝eU 。
k
c
(3)逸出功與極限頻率的關系：W0＝hν0
光電效應與能級躍遷
大 致 框 架
考點一
光電效應現象和光電
效應方程的應用
考點
考點二
光電效應的圖象分析
考點三
光的波粒二象性、物質波
光電效應與能級躍遷
大 致 框 架
考點一
光電效應現象和光電
效應方程的應用
光既具有波動性，又具有粒子性，兩者不是孤立的，
而是有機的統一體，其表現規律為：
考點
考點二
光電效應的圖象分析
(1)個別光子的作用效果往往表現為粒子性；大量
光子的作用效果往往表現為波動性。
(2)頻率越低波動性越顯著，越容易看到光的干涉
和衍射現象；頻率越高粒子性越顯著，越不容易看
到光的干涉和衍射現象，而貫穿本領越強。
(3)光在傳播過程中往往表現出波動性；在與物質
發生作用時，往往表現為粒子性。
考點三
光的波粒二象性、物質波
光電效應與能級躍遷
知識樹原圖
PA RT 2
利用知識體系框架來解題
DREAM OF THE FUTURE
經典例題1
如圖所示，用導線把驗電器與鋅板相連接，當用紫外線照射鋅板時，
發生的現象是( )
A.有光子從鋅板逸出
B.有電子從鋅板逸出
C.驗電器指針張開一個角度
D.鋅板帶負電
答案解析1
答案解析：用紫外線照射鋅板是能夠發生光電效應的，鋅板上的電子
吸收紫外線的能量從鋅板表面逸出，稱之為光電子，故A錯誤，B正確；
鋅板與驗電器相連，帶有相同電性的電荷，鋅板失去電子應該帶正電，
且失去電子越多，帶正電的電荷量越多，驗電器指針張角越大，
故C正確，D錯誤。
經典例題2
(多選)關于光電效應的產生以及現象，下列描述正確的是( )
A.逸出的光電子的最大初動能隨入射光頻率的增大而增大
B.對某金屬來說，入射光波長必須大于一極限值，才能產生光電效應
C.產生光電效應時從金屬表面逸出的所有光電子的動能都相同
D.一束光照射到某種金屬上不能發生光電效應，一定是入射光的光子
能量太小
答案解析2
答案解析：根據愛因斯坦光電效應方程Ekm＝hν－W0可知，逸出的光
電子的最大初動能隨入射光頻率的增大而增大，A正確；
由光電效應方程可知入射光波長必須小于一極限值，才能產生光電
效應，B錯誤；光電子的動能與入射光的頻率和金屬的種類以及逸出
的方式有關，因此光電子的動能不一定都相同，C錯誤；
能否發生光電效應與入射光的強度無關，與入射光的光子頻率、光
子能量有關，D正確。
經典例題3
有關光的本性，下列說法正確的是( )
A.光既具有波動性，又具有粒子性，兩種性質是不相容的
B.光的波動性類似于機械波，光的粒子性類似于質點
C.大量光子才具有波動性，個別光子只具有粒子性
D.由于光既具有波動性，又具有粒子性，無法只用其中一種性質去說明
光的一切行為，只能認為光具有波粒二象性
答案解析3
答案解析：光既具有波動性，又具有粒子性，但它又不同于宏觀觀念中
的機械波和粒子。波動性和粒子性是光在不同情況下的不同表現，是同
一客體的兩個不同側面、不同屬性，我們無法用其中的一種性質去說明
光的一切行為，只能認為光具有波粒二象性。
PA RT 3
回顧落實
DREAM OF THE FUTURE
要點
①當入射光的頻率大于金屬極限頻率，就能產生光電效應現象；
②E =hv-W 光電子最大初動能等于光子能量減去逸出功；
K
0
③光同時具有波動性和粒子性，大量光子在一起主要體現出波
動性，少量光子主要體現出粒子性。
提醒
①選擇題中經常會考察增加光照是否會增加光電流強度，這個
一定要以已經發生光電效應為前提；
②圖像問題是光電效應的老大難，要非常重視。
布置作業
根據本節課所學，完成學霸布置的作業，加油。
學霸推薦
THANKS
青春的道路不長不短 學霸的陪伴 讓你一路不慌不忙光電效應與能級躍遷講義（教師逐字稿）
課程簡介：PPT(第 1 頁)：同學好，我們又見面了，上次課講的內容
鞏固好了么，要是感覺有什么問題，可以課后和我聯系，我們今天的
內容是關于光電效應與能級躍遷的相關概念和知識點，讓我們來一起
看一下。
PPT(第 2 頁):光電效應與能級躍遷部分是選修 3-5 的重點內容，主要
考察內容就是微觀問題的理解和應用，同學要重視條件和特點，在這
個基礎上進行題型鞏固。
PPT(第 3 頁):我們看一下目錄，還是老樣子，梳理知識體系和解決經
典問題實例。
PPT(第 4 頁)：我們先來看一下知識體系的梳理部分。
PPT(第 5 頁)：這是我們關于光電效應與能級躍遷的總框架，包括知
識點（光電效應、愛因斯坦光電效應方程、光的波粒二象性與物質波
和）和考點。
PPT(第 6 頁)：OK，我們先光電效應。
1.定義
照射到金屬表面的光，能使金屬中的電子從表面逸出的現象。
2.光電子
光電效應中發射出來的電子。
3.研究光電效應的電路圖(如圖 1)：
其中 A 是陽極。K 是陰極。
4.光電效應規律
(1)每種金屬都有一個極限頻率，入射光的頻率必須大于這個極限頻
率才能產生光電效應。低于這個頻率的光不能產生光電效應。
(2)光電子的最大初動能與入射光的強度無關，只隨入射光頻率的增
大而增大。
(3)光電效應的發生幾乎瞬時的，一般不超過 10－9s。
(4)當入射光的頻率大于極限頻率時，飽和光電流的強度與入射光的
強度成正比
PPT(第 7 頁)：再看一下愛因斯坦光電效應方程
1.光子說
在空間傳播的光是不連續的，而是一份一份的，每一份叫做一個光的
能量子，簡稱光子，光子的能量ε＝hν。其中 h＝6.63×10－34J·s。
(稱為普朗克常量)
2.逸出功 W0
使電子脫離某種金屬所做功的最小值。
3.最大初動能
發生光電效應時，金屬表面上的電子吸收光子后克服原子核的引力逸
出時所具有的動能的最大值。
4.遏止電壓與截止頻率
(1)遏止電壓：使光電流減小到零的反向電壓 Uc。
(2)截止頻率：能使某種金屬發生光電效應的最小頻率叫做該種金屬
的截止頻率(又叫極限頻率)。不同的金屬對應著不同的極限頻率。
5.愛因斯坦光電效應方程
(1)表達式：Ek＝hν－W0。
(2)物理意義：金屬表面的電子吸收一個光子獲得的能量是 hν，這
些能量的一部分用來克服金屬的逸出功 W0，剩下的表現為逸出后光
電子的最大初動能 Ek＝mev2/2。
PPT(第 8 頁):好，我們再來看看光的波粒二象性與物質波。
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)光電效應說明光具有粒子性。
(3)光既具有波動性，又具有粒子性，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的運動遵守波動規律的表現，亮條紋是光子
到達概率大的地方，暗條紋是光子到達概率小的地方，因此光波又叫
概率波。
(2)物質波
任何一個運動著的物體，小到微觀粒子大到宏觀物體都有一種波與它
對應，其波長λ＝h/p，p 為運動物體的動量，h 為普朗克常量。
PPT(第 9 頁)：關于考點，一共有一下幾個內容（光電效應現象和光
電效應方程的應用、光電效應的圖象分析和光的波粒二象性、物質波），
我們先說一下光電效應現象和光電效應方程的應用。
1.對光電效應的四點提醒
(1)能否發生光電效應，不取決于光的強度而取決于光的頻率。
(2)光電效應中的“光”不是特指可見光，也包括不可見光。
(3)逸出功的大小由金屬本身決定，與入射光無關。
(4)光電子不是光子，而是電子。
2.兩條對應關系
(1)光強大→光子數目多→發射光電子多→光電流大；
(2)光子頻率高→光子能量大→光電子的最大初動能大。
3.定量分析時應抓住三個關系式
(1)愛因斯坦光電效應方程：Ek＝hν－W0。
(2)最大初動能與遏止電壓的關系：Ek＝eUc。
(3)逸出功與極限頻率的關系：W0＝hν0
PPT(第 10 頁)：我們再看一下光電效應的圖象分析內容。
由圖線直接(間接) 圖象名稱 圖線形狀
得到的物理量
①極限頻率：圖線與ν軸交點的橫 最大初動能 E k 坐標ν c 與入射光頻 ②逸出功：圖線與 Ek 軸交點的縱坐 標的值 W0＝|－E|＝E 率ν的關系 圖線 ③普朗克常量：圖線的斜率 k＝h
顏色相同、強 度不同的光， ②飽和光電流 Im：電流的最大值 光電流與電 壓的關系 ①遏止電壓 Uc：圖線與橫軸的交點 ③最大初動能：E ＝eU km c
顏色不同時， ①遏止電壓 Uc1、U c2
光電流與電 ②飽和光電流
壓的關系 ③最大初動能 Ek1＝eUc1，Ek2＝eU c2
①截止頻率νc：圖線與橫軸的交點
遏止電壓 Uc與 ②遏止電壓 Uc：隨入射光頻率的增
入射光頻率 大而增大
ν的關系圖 ③普朗克常量 h：等于圖線的斜率
線 與電子電量的乘積，即 h＝ke。(注：
此時兩極之間接反向電壓)
PPT(第 11 頁)：我們再看一下光的波粒二象性、物質波內容。
光既具有波動性，又具有粒子性，兩者不是孤立的，而是有機的統一
體，其表現規律為：
(1)個別光子的作用效果往往表現為粒子性；大量光子的作用效果往
往表現為波動性。
(2)頻率越低波動性越顯著，越容易看到光的干涉和衍射現象；頻率
越高粒子性越顯著，越不容易看到光的干涉和衍射現象，而貫穿本領
越強。
(3)光在傳播過程中往往表現出波動性；在與物質發生作用時，往往
表現為粒子性。
PPT(第 12 頁)：這是我們的總圖，因為圖片有點大，可以下載原圖下
來進行研究。
PPT(第 13 頁)：接下來我們來一起看一下經典題型部分，注意我們在
梳理過程中，也應該將我們經常遇到的經典知識點也梳理上去，這樣
才能既梳理鞏固清楚知識體系，也能清楚出題目的方向。
PPT(第 14—15 頁)：第 1 題和答案。
PPT(第 16—17 頁)：第 2 題和答案。
PPT(第 18—19 頁)：第 3 題和答案。
PPT(第 20 頁)：回顧落實?？赐暌曨l題目后，有沒有學會如何運用知
識體系來解題？我們再次總結一下梳理知識體系的重要性吧。
PPT(第 21 頁)：再來回顧下我們的要點：
①當入射光的頻率大于金屬極限頻率，就能產生光電效應現象；
②EK=hv-W0 光電子最大初動能等于光子能量減去逸出功；
③光同時具有波動性和粒子性，大量光子在一起主要體現出波動性，
少量光子主要體現出粒子性。
在這中間我們有些小小的提醒：
①選擇題中經常會考察增加光照是否會增加光電流強度，這個一定要
以已經發生光電效應為前提；
②圖像問題是光電效應的老大難，要非常重視；
PPT(第 22 頁)：課后作業布置，請認真完成我們準備的題目，因為對
應的題型可以充分的對咱們學習內容進行很好的鞏固和加強，所有題
目難度不是太大，但是是對所學內容非常好的融匯與滲透，也是對學
習效果非常好的檢驗。在解答過程中一定要仔細哦。
PPT(第 23 頁)：謝謝同學，我們下次再見！

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