2026届高考物理一轮复习讲义：第十六章 第一讲 光电效应 波粒二象性

  第一讲  光电效应　波粒二象性

[人教版选择性必修第三册]

1．阅读教材第四章第1节这一节的内容，了解黑体、黑体辐射的实验规律，理解能量子。写出能量子的表达式并指出首先提出能量子概念的是哪位科学家？

提示：ε＝hν；普朗克。

2．第四章第2节图4.2－4图线与横坐标轴的截距vc、图线的斜率的物理意义分别表示什么？图4.2－5，这种金属的极限频率大约是多少？

提示：vc表示截止频率（极限频率），斜率表示普朗克常量。4.27×1014 Hz。

3．阅读教材第四章第2节“康普顿效应和光子的动量”这一部分内容，解释康普顿效应。

提示：对康普顿效应的解释：

一是定量解释：光子与晶体中电子碰撞时遵守能量守恒定律（电子的能量E＝）和动量守恒定律（光子的动量p＝），联解方程求得Δλ，理论与实验结果相符。

二是定性解释：根据光子的动量表达式，动量变小，波长变大。

4．阅读教材第四章第5节这一节内容，知道物质波。

提示：（1）1924年，法国物理学家德布罗意提出：实物粒子也具有波动性，即每一个运动的粒子都与一个对应的波相联系，这种波叫作物质波，也叫德布罗意波。所以实物粒子也具有波粒二象性。

（2）粒子的能量ε和动量p跟它所对应的波的频率ν和波长λ之间的关系为：ν＝，λ＝。

5．请完成教材第四章【复习与提高】A组T1。

提示：（1）乙大；（2）丙大；（3）一样大；（4）一样大。

6．请完成教材第四章【复习与提高】B组T6。

提示：光源每秒发射绿光光子的能量为E＝0.1 W×1 s＝0.1 J

设每秒发射绿光光子数为n，有E＝nhv＝，

得出（个）

瞳孔在暗处的直径为d＝4 mm，设眼睛到光源的距离为R，则，解得R＝2.11×105 m。

 

1．热辐射

（1）定义：周围的一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关，所以叫热辐射。

（2）特点：热辐射强度按波长的分布情况随物体温度的不同而有所不同。

2．黑体、黑体辐射的实验规律

（1）黑体：能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体。

（2）黑体辐射的实验规律

①对于一般材料的物体，辐射电磁波的情况除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关。

②黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关。随着温度的升高，一方面，各种波长的辐射强度都有增加，另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，如图所示。

3．能量子

（1）定义：普朗克认为，当带电微粒辐射或吸收能量时，只能辐射或吸收某个最小能量值ε的整数倍，这个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是带电微粒吸收或辐射电磁波的频率，  h称为普朗克常量。  h＝6.626×10－34 J·s（一般取h＝6.63×10－34 J·s）。

（2025·重庆·联考题）题图是在T1、T2两种温度条件下，黑体辐射强度与辐射波长的关系图像，下列说法正确的是（    ）

A．T1＜T2

B．随着温度的升高，黑体辐射的峰值波长向长波方向移动

C．随着温度的升高，各种波长的电磁波的辐射强度均增加

D．黑体辐射的强度不仅与温度有关，还与材料的种类及表面状况有关

答案  C

解析  AC．根据黑体辐射规律可知，温度升高，各种波长的辐射强度均增加，则有T1＞T2，故A错误，C正确；

B．根据黑体辐射规律可知，随着温度的升高，黑体辐射的峰值波长向短波方向移动，故B错误；

D．黑体辐射的强度仅与温度有关，与材料的种类及表面状况无关，故D错误。故选C。

（2024·陕西·历年真题）三位科学家由于在发现和合成量子点方面的突出贡献，荣获了2023年诺贝尔化学奖。不同尺寸的量子点会发出不同颜色的光。现有两种量子点分别发出蓝光和红光，下列说法正确的是（    ）

A．蓝光光子的能量大于红光光子的能量

B．蓝光光子的动量小于红光光子的动量

C．在玻璃中传播时，蓝光的速度大于红光的速度

D．蓝光在玻璃中传播时的频率小于它在空气中传播时的频率

答案  A

解析  AB．由于红光的频率小于蓝光的频率，则红光的波长大于蓝光的波长，根据E＝hν可知蓝光光子的能量大于红光光子的能量；根据可知蓝光光子的动量大于红光光子的动量，故A正确，B错误；

C．由于红光的折射率小于蓝光，根据可知在玻璃中传播时，蓝光的速度小于红光的速度，故C错误；

D．光从一种介质射入另一种介质中频率不变，故D错误。故选A。

对黑体辐射的几点提醒

1．黑体是一个理想化模型，能够完全吸收各种波长的电磁波和辐射各种波长电磁波。

2．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关，随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加，辐射强度极大值向波长较短的方向移动。

3．普朗克为得出黑体辐射的强度按波长分布的公式，提出了能量子的假说。