浙江省高三物理复习 第13章 第3讲 光电效应课件

一、光电效应的规律1任何一种金属都有发生光电效应的极限频率，入射光的频率必须大于这个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强度无关，随入射光的频率增大而增大3光电效应的产生几乎是瞬时的，一般不超过109s.4当入射光的频率大于金属极限频率时，光电流强度与入射光的强度成正比二、光电效应方程1光子说：在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，光子的能量与其频率成正比，即E=hv.2爱因斯坦光电效应方程EkhvW.三、光的波粒二象性光既具有波动性，又有粒子性1大量光子产生的效果显示出波动性，个别光子产生的效果显示出粒子性 2光子和电子、质子等实物粒子一样，具有能量和动量与其他物质相互作用时，粒子性起主导作用；在光的传播过程中，光子在空间各点出现的可能性的多少(概率)，由波动性起主导作用四、物质波任何运动物体都有一种波与它对应，波长是3对不同频率的光，频率低、波长长的光，波动性特征显著；而频率高、波长短的光，粒子性特征显著hp(2)轻核聚变：某些轻核结合成质量较大的核的反应过程，同时释放出大量的核能要想使氘核和氚核结合成氦核，必须达到几百万度以上的高温，因此裂变反应又叫热核反应23411120HHHn如：应用：氢弹一、光电效应及光电效应方程例1、在做光电效应实验中，某金属被光照射发生了光电效应，实验测出了光电子的最大初动能Ek与入射光的频率的关系如图1331所示，由实验图象可求出()A该金属的逸出功B该金属的极限频率C单位时间内逸出的光电子数D普朗克恒量ABD图1331000()0.kkkEhWWEyax bEc 根据爱因斯坦光电效应方程，任何一种金属的逸出功一定，说明随 的变化而变化，且是线性关系 与 类似 ，直线的斜率等于普朗克恒量，直线与横轴的截距表示 时的频率，即为金属的极限频率，由波速公式 求该金属发生光电效应照射光的极解析：限波长点评：正确理解金属的逸出功的概念，知道极限频率(或最大波长)存在的原因是解决光电效应问题的关键；光电效应是金属中的自由电子吸收了光子的能量后，其动能大到足以克服金属离子的引力而逃逸出金属表面，成为光电子对一定的金属来说，逸出功是一定的照射光的频率越大，光子的能量越大，从金属中逸出的光电子的初动能就越大如果入射光子的频率较低，它的能量小于金属的逸出功，就不能产生光电效应，这就是存在极限频率的原因变式训练1、下面说法正确的是()A光子射到金属表面时，可能有电子发出B光子射到金属表面时，一定有电子发出C电子轰击金属表面时，可能有光子发出D电子轰击金属表面时，一定有光子发出AC变式训练2、关于光电效应，下列几种叙述正确的是()A金属电子的逸出功与入射光的频率成正比B光电流的强度与入射光的强度无关C用不可见光照射金属一定比用可见光照射同种金属产生的光电子的初动能大D对于任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须小于这个波长，才能产生光电效应D解析：金属的逸出功由该金属决定，与入射光源频率无关，当入射光的频率大于金属极限频率时，光电流的强度与入射光强度成正比，选项A、B错误不可见光包括能量大的紫外线、X射线、射线，也包括能量比可见光小的红外线、无线电波，选项C错误故答案为D.二、光电效应与光学知识结合例2、如图1332所示，与锌板相连的验电器的铝箔原来是张开的，现在让弧光灯发出的光经一狭缝后照射到锌板，发现在锌板上形成明暗相间的条纹，同时与锌板相连的验电器的铝箔张角变大，以上实验事实说明() A光具有波粒二象性B验电器的铝箔原来带负电C锌板上亮条纹是平行等宽度的D若改用激光器发出的红光照射锌板，观察到验电器的铝箔张角一定会变得更大A图1332解析：当弧光灯发出的光经过狭缝照在锌板上，锌板上形成明暗相间的条纹，发生衍射现象，中心条纹宽度最宽，说明光有波动性；同时与锌板相连的验电器的铝箔张角变大，发生了光电效应，电子飞出，锌板原带正电，说明光有粒子性所以A正确，B、C错误红光的频率小于弧光灯发出的光频率，不一定发生光电效应，D错误变式训练3、颜色不同的A光和B光由介质射向空气时，临界角分别为A和B，且AB，当A光照射某种金属时发生了光电效应，现改用B光去照射，可以断定的是()A不一定能发生光电效应 B光电子的最大初动能增大C光电子数目减少 D光电子数目增大B解析：临界角越大，则折射率越小，折射率越小，则光的频率就越小，所以若A光能发生光电效应，则B光必能发生光电效应，且光电子的最大初动能增大但是光电子数目的多少取决于光的强度，所以无法判定三、光电效应的实际应用例3如图1333所示电路中两个光电管的阴极是由同种金属材料制成的，现用强度相同的两束光分别照射两个光电管的阴极，紫光照在甲电路的光电管上，绿光照在乙电路的光电管上，若都能产生光电效应，则下列判断中正确的是()图1333A从两个极板射出的光电子的最大初动能相同B甲光电管中打到阳极上的光电子的最大动能一定大于乙光电管中打到阳极上的光电子的最大动能C单位时间内由两光电管产生的光电子的数量相同D单位时间内由乙光电管产生的光电子的数量比甲光电管产生的光电子的数量多解析：根据光电效应方程，光电子的初动能由光的频率决定，紫光的频率比绿光的频率大，所以B对根据光的能量由光子个数和频率共同决定，即Enh，所以强度相同的紫光和绿光，绿光的光子个数比紫光多，则单位时间内产生的光电子的数量也比较多，所以D对故答案为BD.变式训练4、如图1334是研究光电效应的实验电路现用等离子态的氢气(电离态)跃迁时所发出的光照射光电管的阴极K，测得微安表的示数是40A，电压表的示数是20V.已知光电管阴极材料的逸出功是3.6eV.求：(1)氢气发光的最短波长；(2)光电管阴极材料的极限波长；(3)光电子到达阳极A的最大动能.图1334 1918minmax8348181919034ma9x7811 9.1 10 3.5 1 2 /13.6 1.6 102.2 10. 6.63 103 10 / 2.2 10/3.6 1.6 105.76 106.63 103 10 / 5.76 10 0 3hhcJJmhhcJmmWJm极：解析 30.(20 13.63.6)kk AkKkKAkKEeEEeUEhWeUEeUhWeVV，