光电效应

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什么是光电效应?

在光的照射下金属中的电子从金属表面逸出的现象,称为光电效应,发射出来的电子称为光电子。

光电效应的四个规律

(1)每种金属都有一个极限频率。

(2)光照射到金属表面时,光电子的发射几乎是瞬时的。

(3)光电子的最大初动能与入射光的强度无关,只随入射光的频率增大而增大。

(4)光电流的强度与入射光的强度成正比。

光电效应的五个概念

(1)光子与光电子:光子指光在空间传播时的每一份能量,光子不带电;光电子是金属表面受到光照射时发射出来的电子,其本质是电子。光子是因,光电子是果。

(2)光电子的动能与光电子的最大初动能:只有金属表面的电子直接向外飞出时,只需克服原子核的引力做功的情况,才具有最大初动能。

(3)光电流和饱和光电流:金属板飞出的光电子到达阳极,回路中便产生光电流,随着所加正向电压的增大,光电流趋于一个饱和值,这个饱和值是饱和光电流,在一定的光照条件下,饱和光电流与所加电压大小无关。

(4)入射光强度与光子能量:入射光强度指单位时间内照射到金属表面单位面积上的总能量。

(5)光的强度与饱和光电流:频率相同的光照射金属产生光电效应,入射光越强,饱和光电流越大,但不是简单的正比关系。

光电效应两条对应关系

(1)(频率一定)入射光强度↑→光子数目↑→发射光电子↑→光电流↑;

(2)光子频率↑→光子能量↑→光电子的最大初动能↑。

对爱因斯坦光电效应方程的理解

(1)爱因斯坦光电效应方程Ek=hν-W0

(2)光电子的最大初动能Ek可以利用光电管实验的方法测得,即Ek=eUc,其中Uc是遏止电压。

实验电路图如下,阴极接负极为正向电压,光电子加速度,电流增大,电流表示数最大后,增加电压电流不变,即饱和电流;阴极接正极为反向电压,电子减速,当电流表示数更为零时,电压值为遏止电压。

(3)逸出功W0与极限频率νc的关系是W0=hνc

光电效应

光电效应方程

谈谈光电效应实验


例题:

1、(多 选)如图所示,电路中所有元件完好,但光照射到光电管上,灵敏电流计中没有电流通过,其原因可能是(  )

A.入射光太弱

B.入射光 波长太长

C.光照时间短

D. 电源正、负极接反

解析:若入射光波长太长,入射光的频率低于截止频率时,不能发 生光电效应,故选项B正确;电路中电源反接,对光电管加了反向电压, 若使该电压超过了遏止电压,也没有光电流产生,故选项D正确。 答案: BD

2、如图所示,当一束一定强度某- -频率的黄光照射到光电管阴极K上时,此时滑片P处于A、B 中点,电流表中有电流通过,则(   )

A.若将滑动触头P向B端移动,电流表读数有可能不变

B.若将滑动触头P向A端移动,电流表读数一定增大

C.若用红外线照射阴极K,电流表中一定没有电流通过

D.若用一束强度相同的紫外线照射阴极K,电流表读数不变

解析:所加的电压,使光电子加速到达阳极,则灵敏电流表中有电 流流过,且可能处于饱和电流,当滑片向B端移动时,电流表读数有可 能不变;当滑片向A端移动时,所加电压减小,则光电流可能减小,也 可能不变,故A正确,B错误。若用红外线照射阴极K,因红外线频率 小于可 见光,但是不一定不能发生光电效应,电流表不一定没有电流,故 C错误。若用一束强度相同的紫外线照射阴极K时,紫外线的频率大于 可见光的频率,则光子数目减小,电流表读数减小,故D错误。选A

3、(多选)1905年,爱因斯坦把普朗克的量子化概念进一步推广,成功地解释了光电效应现象,提出了光子说。在给出与光电效应有关的 四个图像中,下列说法正确的是( )

A.图1中,当紫外线照射锌板时,发现验电器指针发生了偏转, 说明锌板带正电,验电器带负电

B.图2中,从光电流与电压的关系图像中可以看出,电压相同时, 光照越强,光电流越大,说明遏止电压和光的强度有关

C.图3中,若电子电量用e表示,v1、vc、U1已知,由Uc——v图像可求得普朗克常量的表达式为

D.图4中,由光电子最大初动能Ek与入射光频率v的关系图像可知该金属的逸出功为E或hVc。

答案:CD


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