1、(对应学生用书P265) 一、光电效应 1产生条件 入射光的频率 金属的极限频率,大于,2光电效应规律 (1)每种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须 这个极限频率才能产生光电效应 (2)光电子的最大初动能与入射光的 无关，只随入射光频率的增大而 (3)光电效应的发生 的，一般不超过109 s. (4)当入射光的频率大于极限频率时，饱和光电流的强度与入射光的强度成 ,大于,强度,增大,几乎是瞬时,正比,(1)对光电效应现象的三点说明 光电效应的实质是光现象转化为电现象 光电效应中的照射光包括可见光和不可见光 照射光的频率决定着是否发生光电效应及光电子的最大初动能 (2)对光电子的理解 光电子
2、是金属表面受光照射逸出的电子，光电子也是电子，与光子不同，光子的本质是光,二、光电效应方程 1光子说 爱因斯坦提出：空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，每一份称为一个光子，光子具有的能量与光的频率成正比，即：Eh，其中h6.631034 Js. 2爱因斯坦光电效应方程 EkhW0(Ek是光电子的最大初动能；W0是逸出功，即从金属表面直接飞出的光电子克服正电荷引力所做的功),3对光电效应规律的解释,三、光的波粒二象性、物质波 1光的波粒二象性 (1)光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有 性 (2)光电效应说明光具有 性 (3)光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的 性,波动,粒子,波粒二象,2
3、物质波 (1)概率波 光的干涉现象是大量光子的运动遵守波动规律的表现，亮条纹是光子到达概率 的地方，暗条纹是光子到达概率 的地方，因此光波又叫概率波 (2)物质波 任何一个运动着的物体，小到微观粒子大到宏观物体都有一种波与它对应，其波长 ，p为运动物体的动量，h为普朗克常量,大,小,1.光电效应规律的解释,(2)光电流与饱和电流 入射光强度：指单位时间内入射到金属表面单位面积上的能量，可以理解为频率一定时，光强越大，光子数越多 光电流：指光电子在电路中形成的电流光电流有最大值，未达到最大值以前，其大小和光强、电压都有关，达到最大值以后，光电流和光强度成正比 饱和电流：指在一定频率与强度的光照射
4、下的最大光电流，饱和电流不随电路中电压的增大而增大,(3)两条分析线索 通过频率分析：光子频率高光子能量大产生光电子的最大初动能大 通过光的强度分析：入射光强度大光子数目多产生的光电子多光电流大 (4)常见概念辨析,C用红光照射时，逸出光电子所需时间长，用蓝光照射时逸出光电子所需时间短 D用红光照射时，逸出的光电子最大初动能小，用蓝光时逸出的光电子最大初动能大,(2012福建福州八中高三上学期质检)用光照射某种金属，有光电子从金属表面逸出，如果光的频率不变，而减弱光的强度，则 ( ) A逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能不变 B逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能减小 C逸出的光电子数不
5、变，光电子的最大初动能减小 D光的强度减弱到某一数值，就没有光电子逸出了 答案 A,光电效应的图象描述,A1.5 eV 0.6 eV B1.7 eV 1.9 eV C1.9 eV 2.6 eV D3.1 eV 4.5 eV 思路启迪 (1)利用动能定理和光电效应方程求解 (2)变化的量有加速电场的电压、到达阳极的光电子的最大动能，不变的量有入射光的能量、K极的逸出功、射出的光电子的最大初动能，可以根据动能定理求解光电子到达阳极时的最大动能,该题在分析光电管两端的电压时容易出错主要是因对滑动变阻器的分压接法理解不透，对电源极性的接法观察不细造成的,如右图所示，当开关S断开时，用光子能量为2.5
6、eV的一束光照射阴极P，发现电流表读数不为零合上开关，调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于0.60 V时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于0.60 V时，电流表读数为零 (1)求此时光电子的最大初动能的大小； (2)求该阴极材料的逸出功,解析 设用光子能量为2.5 eV的光照射时，光电子的最大初动能为Ek，阴极材料逸出功为W0， 当反向电压达到Uc0.60 V以后，具有最大初动能的光电子也达不到阳极，因此eUcEk 由光电效应方程知EkhW0 由以上二式得Ek0.6 eV，W01.9 eV. 答案 (1)0.6 eV (2)1.9 eV,2光的波粒二象性 光既有波动性，又有粒子性，两
7、者不是孤立的，而是有机的统一体，其表现规律为： (1)个别光子的作用效果往往表现为粒子性；大量光子的作用效果往往表现为波动性 (2)频率越低波动性越显著，越容易看到光的干涉和衍射现象；频率越高粒子性越显著，越不容易看到光的干涉和衍射现象，贯穿本领越强 (3)光在传播过程中往往表现出波动性；在与物质发生作用时，往往表现为粒子性,尝试解答 光具有波粒二象性是微观世界具有的特殊规律，大量光子运动的规律表现出光的波动性，而单个光子的运动表现出光的粒子性光的波长越长，波动性越明显，光的频率越高，粒子性越明显而宏观物体的德布罗意波的波长太小，实际很难观察到波动性，不是不具有波粒二象性D项正确 答案 D,(
8、2012安阳二模)如右图所示，用单色光做双缝干涉实验，P处为亮条纹，Q处为暗条纹不改变单色光的频率，而调整光源使其极微弱，并把单缝调至只能使光子一个一个地过去，那么过去的某一光子 ( ) A一定到达P处 B一定到达Q处 C可能到达Q处 D都不正确,解析 单个光子的运动没有确定的轨道，只是落在P处的概率大，落在Q处的概率小因此，一个光子从狭缝通过后可能落在P处也可能落在Q处，故C正确 答案 C,A甲光的频率大于乙光的频率 B乙光的波长大于丙光的波长 C乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率 D甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能 易错分析 不明白光电流与电压之间的关系，不知道截止电
9、压的含义，错选C项；不能根据题干所给的图象，求出三种色光频率的关系，错选A项,正确解答 本题考查爱因斯坦光电效应方程的应用，及对截止频率、最大初动能等概念的理解 根据爱因斯坦光电效应方程EkhW0，由截止电压定义可知，h0W0eUc，结合题意与图象可以判断，W0相同，Uc1Uc2则三种色光的频率为甲乙丙，B项正确；同一光电管，截止频率相等，C项错误答案为B.,(2011福建)爱因斯坦因提出了光量子概念并成功地解释光电效应的规律而获得1921年诺贝尔物理学奖某种金属逸出光电子的最大初动能Ekm与入射光频率的关系如图所示，其中0为极限频率从图中可以确定的是_(填选项前的字母) A逸出功与有关 BE
10、km与入射光强度成正比 C当0时，会逸出光电子 D图中直线的斜率与普朗克常量有关,解析 金属的逸出功由金属本身决定，与入射光的频率无关，A错；由Ekmhh0可知，Ekm与入射光的频率有关，与入射光的强度无关，B错；当入射光的频率小于极限频率时不会发生光电效应，不会逸出光电子，C错；由Ekmhh0可知图线的斜率与普朗克常量有关，D对答案为D. 答案 D,(对应学生用书P268) 1(2012河北保定检测)从光的波粒二象性出发，下列说法正确的是 ( ) A光是高速运动的微观粒子，每个光子都具有波粒二象性 B光的频率越高，光子的能量越小 C在光的干涉现象中，暗条纹的地方是光子不会到达的地方,D在光的
11、干涉现象中，亮条纹的地方是光子到达概率最大的地方 解析 光具有波粒二象性，波动性是对大量光子来说的，单个光子表现出粒子性光的频率越高，光子的能量越大，A、B错误；在干涉条纹中亮条纹是光子到达概率大的地方，暗条纹是光子到达概率小的地方，C错，D正确 答案 D,2(2012徐州检测)关于光电效应，下列说法正确的是( ) A极限频率越大的金属材料逸出功越大 B只要光照射的时间足够长，任何金属都能产生光电效应 C从金属表面逸出的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越小 D入射光的光强一定时，频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多,解析 由Wh可知A正确照射光的频率大于极限频率时才能发生光电效应，
12、即B错；由EkhW可知C错；单位时间内逸出的光电子数与频率无关，取决于入射光的强度，故D错 答案 A,3(2012浙江东阳月考)用频率为1的单色光照射某种金属表面，发生了光电效应现象现改为频率为2的另一单色光照射该金属表面，下面说法正确的是 ( ) A如果21，能够发生光电效应 B如果21，逸出光电子的最大初动能增大 D如果21，逸出光电子的最大初动能不受影响,解析 对一定的金属，入射光的频率必须大于或等于某一频率时才会产生光电效应，频率称为截止频率，如果入射光的频率低于截止频率，则不论光强多大，照射时间多长，都不会产生光电效应，不同的金属有不同的截止频率所以当21时能够发生光电效应，21时逸
13、出光电子的初动能增大，C正确，D错误 答案 AC,4(2012启东模拟)如图所示的实验电路，当用黄光照射光电管中的金属涂层时，毫安表的指针发生了偏转若将电路中的滑动变阻器的滑片P向右移动到某一位置时，毫安表的读数恰好减小到零，此时电压表读数为U.若此时增加黄光照射的强度，则毫安表_(填“有”或“无”)示数若改用蓝光照射光电管中的金属涂层，则毫安表_(填“有”或“无”)示数,解析 光电效应的原理是当有频率足够大的光照射到金属表面时，将会使金属中的电子获得足够能量而从表面逸出，逸出的电子向另一极板定向移动而形成电流当增加黄光的强度时，不能增加光电子的最大初动能故毫安表无示数当改用蓝光照射时，光电子的最大初动能增大，光电子能到达A极，形成电流 答案 无 有,课时作业(四十七),
