光电效应的两条线索和两个图象

1、光电效应的两条线索和两个图象理解光电效应，掌握光电效应所遵循的规律，一般情况下通过两条线索比较易于完成，这两条线索是：一是光的频率线，二是光的强度线 一、光的频率线 判断能否发生光电效应 光子的能量与光的频率相对应，能否发生光电效应是看照射金属的光的频率是否大于或等于这种金属的极限频率0，如果入射光的频率大于或等于该金属的极限频率0，则就能产生光电效应 求解光电子的最大初动能 依据爱因斯坦的“光子说”，金属中的每一个电子只能吸收入射光的一个光子的能量，且无积累过程电子能否成为光电子，就看电子所吸收的光子的能量的大小了，如果电子吸收的光子的能量足以克服原子核对电子的引力所做的功，则电子就能成为光

2、电子，多余的能量将转化为光电子的动能，公式为（） 从上述公式看，对同一频率的光照射同一种金属，光电子的最大初动能随的增大而减小，随的减小而增大如果最小，对金属的电子而言，应是金属表面的电子在吸收光子的能量之后从金属表面上直接逸出，此时的光电子具有最大初动能因此最大初动能公式也为（） 求解极限频率0 光照射金属，金属表面的电子吸收光子的能量，然后利用此能量来克服原子核对电子所做的功，此功即为逸出功，即公式（）中的据公式可知：当入射光的光子的能量恰巧等于金属的逸出功，即恰巧使金属发生光电效应时，光电子的最大初动能为零，此时有0 换句话说，如果光的频率大于0能发生光电效应，光的频率等于0恰能发生光电

3、效应，光的频率小于0就不能发生光电效应显然0为极限频率，极限频率的大小为0 以上三种情况只要知道光的频率就可以了因为所有这些情况皆与光的强度无关，是单个光子的效应 二、光的强度线 关于光强 光强是单位时间内通过垂直于光的传播方向上单位面积的能量，其计算公式为，其中为单位时间内通过垂直于光的传播方向上单位面积的光子数 显然，光的强度的大小与有关，即与成正比，光强增大就意味着增加了单位时间内通过垂直于光的传播方向上单位面积的光子数 关于单位时间内的光电子数 光强增大，照射到金属上的单位时间内的光子数增多，而一个电子成为光电子只吸收一个光子的能量，也就是说，光强增大时，单位时间内逸出的光电子数增加

4、如果用表示单位时间内入射到金属上的光子数，用表示单位时间内逸出金属的光电子数，则必有：，即，也就是说单位时间内从金属上逸出的光电子数与光的强度成正比 关于光电流强度 如图所示，入射光照在阴极上，能发生光电效应，有光电子逸出，但逸出的光电子的方向是多向的，只有打在对阴极上的光电子才参与导电，形成光电流，即单位时间内从金属上逸出的光电子数与单位时间内参与导电形成光电流的光电子数之间还有一段差值也就是说从金属上逸出的光电子不一定都参与导电形成光电流图但形成光电流的光电子数与逸出金属表面的光电子数成正比，而光电流又与参与导电的光电子数成正比，所以光电流强度与光的强度成正比 以上讨论中后两种情况由光的强

5、度决定，它是由单位时间内能引起光电效应的光子数决定的整体效应 三、光电效应的两个图象 为了描写光电效应及其规律，我们注重了两条线索，即光的频率线与光的强度线同样的道理我们将这两条线索也可以用与此对应的两个图象来描述，这就是：光电子的最大初动能随光的频率变化而变化的图象 依据（）0，可以作出如图所示的K-图象：图（）据图可知：当K时，0，即图象中横坐标（频率轴）的截距在数值上等于金属的极限频率，即0时能发生光电效应，否则不能 （）据图可知：K（0）（）（0），而（）0，所以，即图象的形状是一条斜线，斜线的斜率在数值上等于普适常数 显然，对于不同的金属所发生的光电效应，其光电子的最大初动能随光的频

6、率变化而变化的图象在同一图中皆为相互平行的平行线，因此，若知道极限频率，我们可以根据图象直接求出对应的光频率的最大初动能 （）据图象，假设图象的延长线与K轴的截距为，则有 0，而， 所以，0，即图象中纵坐标轴的截距在数值上等于这种金属的逸出功 光电流随外电压变化而变化的规律图 如图所示，光照射下从阴极上逸出的光电子初速度的方向是多向的，而光电流只与参与导电的单位时间的光电子数成正比 （）当滑动片由向移动时，由于外加电压的存在，在阴极、阳极间形成电场，使光电子加速，参与导电的光电子数增加，于是光电流增加但当移动到某一位置时，所有的光电子都参与了导电，此时光电流达到最大值，此后再增加外加电压，也不能增加光电流，此最大电流就叫饱和光电流即给光电管加正向电压时，如果光电流未达到饱和光电流，光电流将随正向电压的增大而趋向某一定值，当达到饱和电流后，光电流不再随正向电压的变化而变化 （）如果改变电路中电源的极性，给光电管加反向电压，同理分析当由向移动时，外电场的增大，将在电极、电极间形成一减速电场，从而减少了参与导电的光电子数，于是光电流也减小，直到光电流恰为零时，此时电极射出的光电子达到电极时速度恰为零，据动能定理必然有（） 显然外加反向电压与电子电量的乘积为光电子的最大初动能图据以