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内容举例： 爱因斯坦的光电效应理论
1. 光子说
(1)内容：假定电磁波本身的能量也是不连续的，即认为光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的，频率为ν的光的能量子为hν，其中，h为普朗克常量。 这些能量子后来称为光子。
(2)光子能量：公式为ε=hν，其中ν指光的频率。
2. 爱因斯坦光电效应方程
(1)爱因斯坦在光电效应中能量守恒的理论
当光子照到金属上时，它的能量可以被金属中的某个电子全部吸收，金属中的电子吸收一个光子获得的能量是hν，在这些能量中，一部分大小为W0的能量被电子用来脱离金属，剩下的是逸出后电子的初动能。
(2)爱因斯坦光电效应方程：Ek=hν-W0，式中Ek为光电子的最大初动能，Ek=1/2mev_c^2。
3. 爱因斯坦光电效应方程对光电效应的解释
(1)这个方程表明，只有当hν>W0时，光电子才可以
从金属中逸出，νc=W_0/h就是光电效应的截止频率。
如图所示。
(2)这个方程还表明，光电子的最大初动能Ek与入射光的频率ν有关，而与光的强弱无关。 这就解释了遏止电压和光强无关。
(3)电子一次性吸收光子的全部能量，不需要积累能量的时间，光电流自然几乎是瞬时产生的。
(4)对于同种频率的光，光较强时，单位时间内照射到金属表面的光子数较多，照射金属时产生的光电子较多，因而饱和电流较大。
4. 遏止电压Uc与光的频率ν和逸出功W0的关系
利用光电子的初动能Ek=eUc和爱因斯坦光电效应方程Ek=hν-W0，可以消去Ek，从而得到Uc与ν、W0的关系，即Uc=h/eν - W_0/e。
遏止电压Uc与光的频率ν是线性关系，Uc-ν图像是一条斜率为h/e的直线。
易混易错 (1)照射光与光电子：
(2)两条对应关系：
入射光强度大→光子数目多→逸出的光电子多→光电流大；
光子频率高→光子能量大→光电子的最大初动能大。
四、康普顿效应和光子的动量
1. 康普顿效应
1918~1922年，美国物理学家康普顿在研究石墨对X射线的散射时，发现在散射的X射线中，除了与入射波长λ0相同的成分外，还有波长大于λ0的成分，这个现象称为康普顿效应。
2. 康普顿效应与经典物理学理论的矛盾
按照经典物理学的理论，X射线的波长不会在散射中发生变化。 因此，康普顿效应无法用经典物理学解释。
3. 用光子的模型解释康普顿效应
(1)光子不仅具有能量，而且具有动量，光子的动量p与光的波长λ和普朗克常量h有关。 这三个量之间的关系式为p=h/λ。
(2)在康普顿效应中，当入射的光子与晶体中的电子碰撞时，要把一部分动量转移给电子，因而，光子动量可能会变小。 从式p=h/λ看，动量p减小，意味着波长λ变大，因
此，这些光子散射后波长变大。
五、光的波粒二象性
1. 在麦克斯韦的电磁理论建立之后，人们认识到光是一种电磁波，从而光的波动说被普遍接受。
2. 光电效应和康普顿效应重新揭示了光的粒子性。
3. 光既具有波动性，又具有粒子性。 换句话说，光具有波粒二象性。
六、爱因斯坦光电效应方程的理解及应用
1. 对爱因斯坦光电效应方程Ek=hν-W0的三点理解
(1)爱因斯坦光电效应方程中的Ek是光电子的最大初动能，就某个光电子而言，其离开金属时剩余动能大小可以是0~Ek范围内的任何数值。
(2)爱因斯坦光电效应方程实质上是能量守恒方程。
①能量为ε=hν的光子被电子吸收，电子把这些能量的一部分用来克服金属对它的吸引，另一部分就是电子离开金属表面时的动能。
②如果克服吸引力做功最少为W0，则电子离开金属表面时动能最大为Ek，根据能量守恒定律可知Ek=hν-W0。
(3)爱因斯坦光电效应方程包含了发生光电效应的条件。 若发生光电效应，则光电子的最大初动能必须大于零，即Ek=hν-W0>0，可知hν>W0，ν>W_0/h=νc，而νc=W_0/h恰好是光电效应的截止频率。
七、光电效应的图像分析
1. 光电效应图像问题有关的几个重要关系式
(1)爱因斯坦光电效应方程：Ek=hν-W0。
(2)最大初动能与遏止电压的关系：Ek=eUc。
(3)逸出功与截止频率的关系：W0=hνc。
2. 光电效应的三类图像的比较
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