《2025年金版新学案高中物理选择性必修第三册人教版》

例2(2025·江苏淮安市高二统考)下列关于能量量子化的说法正确的是 (C)

A.爱因斯坦最早提出了能量量子化假说
B.普朗克认为微观粒子的能量是连续的
C.频率为ν的光的能量子为hν
D.电磁波波长越长，其能量子越大

答案： 例2 C 能量量子化假说最早是由普朗克提出来的，故A错误；根据普朗克能量量子化假说可知，微观粒子的能量是不连续的，故B错误；频率为$\nu$的光的能量子$\varepsilon =h\nu =h\frac{c}{\lambda}$，所以电磁波波长越长，其能量子越小，故C正确，D错误。故选C。

针对练1.(2025·河南商丘市高二联考)一盏灯发光功率为100W，假设它发出的光向四周均匀辐射，光的平均波长为6.0×10⁻⁷m，在距电灯10m远处，以电灯为球心的球面上，1m²的面积每秒通过的光子(能量子)数约为(普朗克常量h=6.63×10⁻³⁴J·s，光速c=3.0×10⁸m/s) (C)

A.2×10¹⁵
B.2×10¹⁶
C.2×10¹⁷
D.2×10²³

答案： 针对练1.C 在距电灯$R = 10$ m远处，以电灯为球心的球面上，$1$ $m^2$的面积每秒通过的光子的能量为$E=\frac{PtS}{4\pi R^2}$，一个光子的能量为$\varepsilon =h\frac{c}{\lambda}$，$1$ $m^2$的面积每秒通过的光子(能量子)数为$n=\frac{E}{\varepsilon}=\frac{PtS\lambda}{4\pi R^2hc}\approx2×10^{17}$。故选C。

针对练2.两束能量相同的色光，都垂直地照射到同一物体表面，第一束光在某段时间内打在物体表面的光子(能量子)数与第二束光在相同时间内打到物体表面的光子数之比为5:4，则这两束光的光子能量之比和波长之比分别为 (D)

A.4:5,4:5
B.5:4,4:5
C.5:4,5:4
D.4:5,5:4

答案： 针对练2.D 根据$E = n\varepsilon$，因为$E$相同，可得光子能量之比为$4:5$；再根据$\varepsilon =h\nu =h\frac{c}{\lambda}$，可知光子能量与波长成反比，故波长之比为$5:4$，故D正确。

[情境导入] 如图所示，把一块锌板连接在验电
器上，并使锌板带负电，验电器指针张开。用紫外
线灯照射锌板。

(1)观察到照射前后验电器指针如何变化？
(2)这个现象说明什么？
(3)这是什么现象？指针夹角变小。说明锌板带的负电荷变少了，意味着紫外线会让电子从锌板表面逸出。

答案：
(1)指针夹角变小。
(2)说明锌板带的负电荷变少了，意味着紫外线会让电子从锌板表面逸出。
(3)光电效应现象。

[教材梳理](阅读教材P71−P73完成下列填空)
1.光电效应:照射到金属表面的光，能使金属中的
电子从表面逸出的现象。
2.光电效应的实验规律
(1)存在截止频率:当入射光的频率减小到
某一数值vc时，光电流消失，表明已经没有光电
子了。v称为截止频率或极限频率。
(2)存在饱和电流:在光的频率不变的情况
下，入射光越强，饱和电流越大。
(3)存在遏止电压:使光电流减小到
0的反向电压Uc称为遏止电压,且满足
$\frac{1}{2}$meUc²=eU,U.为光电子初速度的上限。
(4)光电效应具有瞬时性:光电效应几乎是瞬时
发生的。
3.逸出功:要使电子脱离某种金属，需要外界
对它做功，做功的最小值叫作这种金属的逸
出功,用W。表示。不同种类的金属，其逸出功
的大小也不相同。
4.光电效应经典解释中的疑难
光电效应中的一些重要现象无法用经典电磁理
论解释,如:
(1)不应存在截止频率。
(2)遏止电压U应该与光的强弱有关。
(3)弱光照射时，电子获得逸出表面所需的能量
需要的时间远远大于实验中产生光电流
的时间。

答案： 1.电子 2.
(1)减小
(2)饱和 大
(3)遏止 0 3.脱离最小值 不相同 4.
(1)截止
(2)有
(3)大