浙江省高三物理復(fù)習(xí) 第13章 第3講 光電效應(yīng)課件

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1、一、光電效應(yīng)的規(guī)律1任何一種金屬都有發(fā)生光電效應(yīng)的極限頻率，入射光的頻率必須大于這個頻率才能產(chǎn)生光電效應(yīng)2光電子的最大初動能與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，隨入射光的頻率增大而增大3光電效應(yīng)的產(chǎn)生幾乎是瞬時的，一般不超過109s.4當(dāng)入射光的頻率大于金屬極限頻率時，光電流強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度成正比二、光電效應(yīng)方程1光子說：在空間傳播的光不是連續(xù)的，而是一份一份的，每一份稱為一個光子，光子的能量與其頻率成正比，即E=hv.2愛因斯坦光電效應(yīng)方程EkhvW.三、光的波粒二象性光既具有波動性，又有粒子性1大量光子產(chǎn)生的效果顯示出波動性，個別光子產(chǎn)生的效果顯示出粒子性 2光子和電子、質(zhì)子等實(shí)物粒子一樣，具有能量和動

2、量與其他物質(zhì)相互作用時，粒子性起主導(dǎo)作用；在光的傳播過程中，光子在空間各點(diǎn)出現(xiàn)的可能性的多少(概率)，由波動性起主導(dǎo)作用四、物質(zhì)波任何運(yùn)動物體都有一種波與它對應(yīng)，波長是3對不同頻率的光，頻率低、波長長的光，波動性特征顯著；而頻率高、波長短的光，粒子性特征顯著hp(2)輕核聚變：某些輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核的反應(yīng)過程，同時釋放出大量的核能要想使氘核和氚核結(jié)合成氦核，必須達(dá)到幾百萬度以上的高溫，因此裂變反應(yīng)又叫熱核反應(yīng)23411120HHHn如：應(yīng)用：氫彈一、光電效應(yīng)及光電效應(yīng)方程例1、在做光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，某金屬被光照射發(fā)生了光電效應(yīng)，實(shí)驗(yàn)測出了光電子的最大初動能Ek與入射光的頻率的關(guān)系如圖1331

3、所示，由實(shí)驗(yàn)圖象可求出()A該金屬的逸出功B該金屬的極限頻率C單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)D普朗克恒量ABD圖1331000()0.kkkEhWWEyax bEc 根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程，任何一種金屬的逸出功一定，說明隨 的變化而變化，且是線性關(guān)系 與 類似 ，直線的斜率等于普朗克恒量，直線與橫軸的截距表示 時的頻率，即為金屬的極限頻率，由波速公式 求該金屬發(fā)生光電效應(yīng)照射光的極解析：限波長點(diǎn)評：正確理解金屬的逸出功的概念，知道極限頻率(或最大波長)存在的原因是解決光電效應(yīng)問題的關(guān)鍵；光電效應(yīng)是金屬中的自由電子吸收了光子的能量后，其動能大到足以克服金屬離子的引力而逃逸出金屬表面，成為光電子對一定

4、的金屬來說，逸出功是一定的照射光的頻率越大，光子的能量越大，從金屬中逸出的光電子的初動能就越大如果入射光子的頻率較低，它的能量小于金屬的逸出功，就不能產(chǎn)生光電效應(yīng)，這就是存在極限頻率的原因變式訓(xùn)練1、下面說法正確的是()A光子射到金屬表面時，可能有電子發(fā)出B光子射到金屬表面時，一定有電子發(fā)出C電子轟擊金屬表面時，可能有光子發(fā)出D電子轟擊金屬表面時，一定有光子發(fā)出AC變式訓(xùn)練2、關(guān)于光電效應(yīng)，下列幾種敘述正確的是()A金屬電子的逸出功與入射光的頻率成正比B光電流的強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度無關(guān)C用不可見光照射金屬一定比用可見光照射同種金屬產(chǎn)生的光電子的初動能大D對于任何一種金屬都存在一個“最大波長”，入

5、射光的波長必須小于這個波長，才能產(chǎn)生光電效應(yīng)D解析：金屬的逸出功由該金屬決定，與入射光源頻率無關(guān)，當(dāng)入射光的頻率大于金屬極限頻率時，光電流的強(qiáng)度與入射光強(qiáng)度成正比，選項(xiàng)A、B錯誤不可見光包括能量大的紫外線、X射線、射線，也包括能量比可見光小的紅外線、無線電波，選項(xiàng)C錯誤故答案為D.二、光電效應(yīng)與光學(xué)知識結(jié)合例2、如圖1332所示，與鋅板相連的驗(yàn)電器的鋁箔原來是張開的，現(xiàn)在讓弧光燈發(fā)出的光經(jīng)一狹縫后照射到鋅板，發(fā)現(xiàn)在鋅板上形成明暗相間的條紋，同時與鋅板相連的驗(yàn)電器的鋁箔張角變大，以上實(shí)驗(yàn)事實(shí)說明() A光具有波粒二象性B驗(yàn)電器的鋁箔原來帶負(fù)電C鋅板上亮條紋是平行等寬度的D若改用激光器發(fā)出的紅光照

6、射鋅板，觀察到驗(yàn)電器的鋁箔張角一定會變得更大A圖1332解析：當(dāng)弧光燈發(fā)出的光經(jīng)過狹縫照在鋅板上，鋅板上形成明暗相間的條紋，發(fā)生衍射現(xiàn)象，中心條紋寬度最寬，說明光有波動性；同時與鋅板相連的驗(yàn)電器的鋁箔張角變大，發(fā)生了光電效應(yīng)，電子飛出，鋅板原帶正電，說明光有粒子性所以A正確，B、C錯誤紅光的頻率小于弧光燈發(fā)出的光頻率，不一定發(fā)生光電效應(yīng)，D錯誤變式訓(xùn)練3、顏色不同的A光和B光由介質(zhì)射向空氣時，臨界角分別為A和B，且AB，當(dāng)A光照射某種金屬時發(fā)生了光電效應(yīng)，現(xiàn)改用B光去照射，可以斷定的是()A不一定能發(fā)生光電效應(yīng) B光電子的最大初動能增大C光電子數(shù)目減少 D光電子數(shù)目增大B解析：臨界角越大，則折

7、射率越小，折射率越小，則光的頻率就越小，所以若A光能發(fā)生光電效應(yīng)，則B光必能發(fā)生光電效應(yīng)，且光電子的最大初動能增大但是光電子數(shù)目的多少取決于光的強(qiáng)度，所以無法判定三、光電效應(yīng)的實(shí)際應(yīng)用例3如圖1333所示電路中兩個光電管的陰極是由同種金屬材料制成的，現(xiàn)用強(qiáng)度相同的兩束光分別照射兩個光電管的陰極，紫光照在甲電路的光電管上，綠光照在乙電路的光電管上，若都能產(chǎn)生光電效應(yīng)，則下列判斷中正確的是()圖1333A從兩個極板射出的光電子的最大初動能相同B甲光電管中打到陽極上的光電子的最大動能一定大于乙光電管中打到陽極上的光電子的最大動能C單位時間內(nèi)由兩光電管產(chǎn)生的光電子的數(shù)量相同D單位時間內(nèi)由乙光電管產(chǎn)生的

8、光電子的數(shù)量比甲光電管產(chǎn)生的光電子的數(shù)量多解析：根據(jù)光電效應(yīng)方程，光電子的初動能由光的頻率決定，紫光的頻率比綠光的頻率大，所以B對根據(jù)光的能量由光子個數(shù)和頻率共同決定，即Enh，所以強(qiáng)度相同的紫光和綠光，綠光的光子個數(shù)比紫光多，則單位時間內(nèi)產(chǎn)生的光電子的數(shù)量也比較多，所以D對故答案為BD.變式訓(xùn)練4、如圖1334是研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)電路現(xiàn)用等離子態(tài)的氫氣(電離態(tài))躍遷時所發(fā)出的光照射光電管的陰極K，測得微安表的示數(shù)是40A，電壓表的示數(shù)是20V.已知光電管陰極材料的逸出功是3.6eV.求：(1)氫氣發(fā)光的最短波長；(2)光電管陰極材料的極限波長；(3)光電子到達(dá)陽極A的最大動能.圖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極：解析 30.(20 13.63.6)kk AkKkKAkKEeEEeUEhWeUEeUhWeVV，