课件新版本《光电效应》课件高中物理

2光电效应1.知道光电效应现象,了解光电效应的实验规律。2.理解爱因斯坦的光子说及对光电效应的解释,会用光电效应方程解决一些简单问

题。3.了解康普顿效应及其意义。4.知道光的波粒二象性。2光电效应11.光电效应的概念照射到金属表面的光,能使金属中的①

电子

从表面逸出。这个现象称为光电

效应,这种电子常称为②

光电子

。1|光电效应的实验规律2.研究光电效应的电路图1.光电效应的概念1|光电效应的实验规律2.研究光电效2如图,阴极K和阳极A是密封在真空玻璃管中的两个电极,③

阴极K

在受到光照

时能够发射光电子。阴极K与阳极A之间电压U的大小可以调整,电源的正负极也

可以对调。电源按图示极性连接时,闭合开关后,阳极A吸收阴极K发出的光电子,

在电路中形成④

光电流

。这导致电压U为0时电流I⑤

并不为

0。3.光电效应的实验规律(1)存在截止频率当入射光的频率低于⑥

截止频率

时不发生光电效应。实验表明,不同金属的

截止频率⑦

不同

。换句话说,截止频率与金属自身的性质有关。(2)存在饱和电流在光照条件不变的情况下,在电流较小时电流随着正向电压的增大而⑧

增大

;

但当电流增大到一定值之后,即使电压再增大,电流也⑨

不会

再进一步增大了,

如图所示,光电流趋于一个饱和值。如图,阴极K和阳极A是密封在真空玻璃管中的两个电极,③阴极3光电流与电压的关系(3)存在遏止电压如果施加反向电压,也就是阴极K接电源正极、阳极A接电源负极,在光电管两极间形成使电子⑩

减速

的电场,电流有可能为0。使光电流减小到0的

反向电压Uc

称为遏止电压。遏止电压的存在意味着光电子具有一定的初速度,初速度的上限vc应满足

me

=eUc。光电流与电压的关系4进一步的实验表明,同一种金属对于一定频率的光,无论光的强弱如何,遏止电压都

是

一样

的。光的频率ν改变时,遏止电压Uc也会改变。(4)光电效应具有瞬时性当频率超过截止频率νc时,无论入射光怎样微弱,照到金属时会

立即

产生光电流。精确测量表明产生电流的时间很快,即光电效应几乎是

瞬时

发生的。进一步的实验表明,同一种金属对于一定频率的光,无论光的强弱如51.逸出功要使电子脱离某种金属,需要外界对它做功,做功的

最小值

叫作这种金属的逸出功,用W0表示。不同种类的金属,其逸出功的大小也

不相同

。2.光电效应与经典电磁理论的矛盾矛盾之一:光电效应中存在

截止频率

按照光的经典电磁理论,不管光的频率如何,只要光足够强,电子都可以获得足够能

量从而逸出表面,不应存在截止频率。矛盾之二:光电效应中,遏止电压由入射光的

频率

决定,与光的强弱无关按照光的经典电磁理论,光越强,光电子的初动能应该越大,所以遏止电压Uc应该与

光的强弱有关。矛盾之三:光电效应具有

瞬时

性如果光很弱,按经典电磁理论估算,电子需要几分钟到十几分钟的时间才能获得逸

出表面所需的能量,这个时间远远大于实验中产生光电流的时间。2|光电效应经典解释中的疑难1.逸出功2|光电效应经典解释中的疑难61.光子说(1)内容假定电磁波本身的能量也是

不连续

的,即认为光本身就是由一个个不可分割的

能量子

组成的,频率为ν的光的能量子为hν,其中,h为普朗克常量。这些能量子后来称为光子。(2)光子能量公式为ε=

hν

,其中ν指光的

频率

。2.爱因斯坦光电效应方程(1)爱因斯坦在光电效应中能量守恒的理论当光子照到金属上时,它的能量可以被金属中的某个电子全部吸收,金属中的电子3|爱因斯坦的光电效应理论1.光子说3|爱因斯坦的光电效应理论7吸收一个光子获得的能量是hν,在这些能量中,一部分大小为

W0

的能量被电子用来脱离金属,剩下的是逸出后电子的

初动能

。(2)爱因斯坦光电效应方程Ek=

hν-W0

,式中Ek为光电子的最大初动能,Ek=

me

。3.爱因斯坦光电效应方程对光电效应的解释(1)这个方程表明,只有当hν>W0时,光电子才可以从金属中逸出,νc=

就是光电效应的截止频率。如图所示。吸收一个光子获得的能量是hν,在这些能量中,一部分大小为 

8

光电效应的Ek-ν图像(2)对于同种频率的光,光较强时,单位时间内照射到金属表面的光子数

较多

,照射金属时产生的光电子

较多

,因而饱和电流

较大

。(3)这个方程还表明,光电子的最大初动能Ek与入射光的频率ν有关,而与光的强弱无

关。这就解释了遏止电压和

光强

无关。(4)电子

一次性

吸收光子的全部能量,不需要积累能量的时间,光电流自然几乎是瞬时产生的。

94.遏止电压Uc与光的频率ν和逸出功W0的关系利用光电子的初动能Ek=eUc和爱因斯坦光电效应方程Ek=hν-W0,可以消去Ek,从而得

到Uc与ν、W0的关系,即Uc=

ν-

。遏止电压Uc与光的频率ν之间是

线性

关系,Uc-ν图像是一条斜率为

的直线。某金属的Uc-ν图像4.遏止电压Uc与光的频率ν和逸出功W0的关系某金属的Uc-101.康普顿效应1918~1922年,美国物理学家康普顿在研究石墨对X射线的散射时,发现在散射的X

射线中,除了与入射波长λ0相同的成分外,还有波长

大于

λ0的成分,这个现象称为康普顿效应。2.康普顿效应与经典物理学理论的矛盾按照经典物理学的理论,X射线的波长不会在散射中发生变化。因此,康普顿效应

无法用经典物理学解释。3.用光子的模型解释康普顿效应(1)光子不仅具有能量,而且具有

动量

,光子的动量p与光的波长λ和普朗克常量h有关。这三个量之间的关系式为p=

。4|康普顿效应和光子的动量1.康普顿效应4|康普顿效应和光子的动量11爱因斯坦质能方程E＝mc2，原子核的质量必然比组成它的核子的质量和要小Δm，这就是质量亏损．由质量亏损可求出释放的核能ΔE＝Δmc2.光的干涉和衍射都属于光的叠加，从本质上看，干涉条纹和衍射条纹的形成有相似的原理，都可认为是从单缝通过两列或多列频率相同的光波，在屏上叠加形成的．箱顶受到水的压力为F1=p1S1=1960Pa×(0.3×0.3—4×10-4)m2=175.6N，(1)解决“同时”的相对性问题，可从三个方面入手：(2)氢原子的能级和轨道半径(3)位移不变：爆炸的时间极短，因而作用过程中物体运动的位移很小，一般可忽略不计，可以认为爆炸后仍然从爆炸时的位置以新的动量开始运动．●重点：眼睛成像原理和调节作用、近视眼和远视眼的矫正；(1)明确研究对象，确定系统的组成(系统包括哪几个物体及研究的过程)；3、近视眼的成因和矫正。④安装双缝和单缝，中心大致位于遮光筒的轴线上，使双缝与单缝的缝平行，二者间距约5cm～10cm，这时，可观察白光的干涉条纹．(3)分方向守恒：系统在某个方向上所受合力为零时，系统在该方向上动量守恒．考点三狭义相对论的简单应用(3)最大初动能以质量为m1、速度为v1的小球与质量为m2的静止小球发生正面弹性碰撞为例，则有(2)在康普顿效应中,当入射的光子与晶体中的电子碰撞时,要把

一部分动量

转移给电子,因而,光子动量可能会

变小

。从式p=

看,动量p减小,意味着波长λ

变大

,因此,这些光子散射后波长变大。光子既有能量也有动量爱因斯坦质能方程E＝mc2，原子核的质量必然比组成它的核子的121.在麦克斯韦的电磁理论建立之后,人们认识到光是一种电磁波,从而光的

波动

说被普遍接受。2.光电效应和康普顿效应重新揭示了光的

粒子

性。3.光既具有

波动性

,又具有

粒子性

。换句话说,光具有

波粒二象性

。5|光的波粒二象性1.在麦克斯韦的电磁理论建立之后,人们认识到光是一种电磁波,131.金属钠表面是否发生光电效应与入射光的强弱有关。

(

✕)2.金属钾发生光电效应,入射光强度越大,饱和电流越大。

(√)3.金属钙、钠、钾的逸出功不同,说明了金属种类不同对应的截止频率也不同。

(√)4.入射光若能使某金属发生光电效应,则入射光的强度越大,照射出的光电子越

多。

(√)提示:入射光的强度越大,光子数目越多,照射金属时产生的光电子就越多。5.能产生光电效应的光必定是可见光。

(

✕)提示:频率大于金属的截止频率的光可以使该金属产生光电效应,不一定是可见光。6.经典物理学理论不能合理解释康普顿效应。

(√)提示:康普顿效应与经典物理学的理论有矛盾,用光子的模型能成功解释康普顿效应。7.光具有粒子性,但光子又不同于宏观观念的粒子。

(√)提示:光子不是宏观观念的粒子,不由分子、原子组成。判断正误，正确的画“√”，错误的画“✕”。1.金属钠表面是否发生光电效应与入射光的强弱有关。 (

141|光电效应中的几组概念光子的能量与入射光的强度光子的能量即每个光子的能量,其值为ε=hν(ν为光子的频率),其大小由光的频率决

定。入射光的强度指单位时间内照射到金属表面单位面积上的总能量,入射光的

强度等于光子能量hν与单位时间内单位面积上入射光子数n的乘积,即入射光的强

度等于nhν。

光子与光电子(1)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。光子是光电效应的因,光电子是果。(2)对于同一种金属,光电子的能量只与入射光的频率有关,而与入射光的强弱无关。1|光电效应中的几组概念光子的能量与入射光的强度15

光电子的初动能、最大初动能与遏止电压(1)光照射到金属表面时,光子的能量全部被电子吸收,电子吸收了光子的能量,可能

向各个方向运动,需克服原子核和其他原子的阻碍而损失一部分能量,剩余部分为

光电子的初动能。(2)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,才具有最大

初动能。光电子的初动能小于或等于光电子的最大初动能。(3)遏止电压与光电子初速度的上限vc满足:

me

=eUc。

饱和电流、正向电压与光的强度三者之间的关系(1)存在饱和电流的原因在一定的光照条件下,单位时间内阴极K发射的光电子的数目是一定的,电压增加

到一定值时,所有光电子都被阳极A吸收,这时即使再增大电压,电流也不会增大。 光电子的初动能、最大初动能与遏止电压16(2)饱和电流与正向电压的关系从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,这个饱和值是饱和电流,在一定的光照条件下,饱和电流与

所加正向电压大小无关。(3)饱和电流与光的强度的关系实验表明,在光的频率不变的情况下,入射光越强,饱和电流越大。这说明,对于一定

频率(颜色)的光,入射光越强,单位时间内发射的光电子数越多。(2)饱和电流与正向电压的关系172|爱因斯坦光电效应方程的理解及应用情境

如图甲所示,P在最左端,没有给光电管加电压,依然有光电流。如图乙所示,

给光电管加反向电压,光电子在光电管两极间形成的电场中做减速运动。当反向

电压增加到遏止电压Uc时,光电流减小到零。增加单色光的频率,发现对应的遏止

电压Uc变大。2|爱因斯坦光电效应方程的理解及应用情境

如图甲所18问题1.当反向电压达到遏止电压Uc时,光电流为零,说明初速度最大的光电子运动到极

板A时的速度恰好为多大?提示:速度恰好为0。2.遏止电压Uc与光电子的最大初速度vc满足哪个与能量相关的规律?请写出相关方

程式。提示:满足动能定理。方程式为0-

me

=-eUc。3.综合应用爱因斯坦光电效应方程Ek=hν-W0分析,对于同一个光电管,遏止电压Uc与

入射光的频率、强弱有什么关系?提示:综合表达式可得Ek=

me

=eUc=hν-W0,可知,遏止电压Uc与入射光的强弱无关,与入射光的频率有关,入射光的频率越大,遏止电压Uc越大。问题19

爱因斯坦光电效应方程Ek=hν-W0的四点理解(1)爱因斯坦光电效应方程中的Ek是光电子的最大初动能,就某个光电子而言,其离

开金属时剩余动能大小可以是0~Ek范围内的任何数值。(2)爱因斯坦光电效应方程实质上是能量守恒方程。①能量为ε=hν的光子被电子吸收,电子把这些能量的一部分用来克服金属对它的

吸引,另一部分就是电子离开金属表面时的动能。②如果克服吸引力做功最少为W0,则电子离开金属表面时动能最大为Ek,根据能量

守恒定律可知Ek=hν-W0。(3)爱因斯坦光电效应方程包含了产生光电效应的条件。若发生光电效应,则光电

子的最大初动能必须大于零,即Ek=hν-W0>0,可知hν>W0,ν>

=νc,而νc=

恰好是光电效应的截止频率。 爱因斯坦光电效应方程Ek=hν-W0的四点理解20（组织学生讨论）液体有重力，所以对底部有压强；液体跟固体不同，有流动性。容器壁阻挡着它流动，它就会对容器壁有压强。从而引入新课。2.光的干涉和衍射的本质(2)如果卫星B绕行方向与地球自转方向相同，某时刻A、B两卫星相距最近(O、A、B在同一直线上)，则至少经过多长时间，它们再一次相距最近？2、由连通器的水面相平引导学生去思考连通器的原理。学生直接答出连通器的原理有些困难，这时我通过多媒体演示连通器原理的动画，加深学生的理解。变化的电场和变化的磁场总是相互联系成为一个完整的整体，这就是电磁场．(3)单位：千克·米/秒，符号：kg·m/s.(2)真空中电磁波的速度为3.0×108m/s.(2)构成系统的两物体原来静止，因相互作用而反向运动．②特点：不同原子核的比结合能不同，原子核的比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定．路程是“s”，那么这个运动物体的速度该如何表示呢?请大家写出速度的表示式．完全非弹性碰撞 守恒 损失最大板书设计：教学难点：科学探究的评估可能并不影响对探究结论的得出，但对探究过程和探究结果进行评估和反思，能及时发现、改正错误和疏漏。所以我设计了交流与评估环节。学生讨论后用自己的语言来描述光的折射规律。多媒体演示近视眼是由于晶状体变厚，使光线在视网膜前发生会聚。戴凹透镜矫正，因为凹透镜对光线有发散作用。[生]可以比较他们在1s内运动的路程.注意：反冲运动中平均动量守恒．[生]速度等于路程除以时间．教学难点[放录像]投影仪、录像机及资料片．1．爱因斯坦光电效应方程[师]在以前的学习中，同学们肯定已经注意到，每一个物理量都有自己的表示符号．物理学上，路程用“s”表示，时间用“t”表示，速度用“v”表示．如果一个运动物体在“t”时间内运动的·动画片“龟、兔赛跑”的片断(1)寻找临界状态(2)物体运动时的质量m总要大于静止时的质量m0.二、过程与方法猜想A：在同一深度，液体内部向各个方向都有压强，且向各个方向的压强相等；(4)如图所示是光电子最大初动能Ek随入射光频率ν的变化曲线。这里,横轴上的截

距是截止频率或极限频率;纵轴上的截距是逸出功的负值;斜率为普朗克常量。（组织学生讨论）液体有重力，所以对底部有压强；液体跟固体不同212光电效应1.知道光电效应现象,了解光电效应的实验规律。2.理解爱因斯坦的光子说及对光电效应的解释,会用光电效应方程解决一些简单问

题。3.了解康普顿效应及其意义。4.知道光的波粒二象性。2光电效应221.光电效应的概念照射到金属表面的光,能使金属中的①

电子

从表面逸出。这个现象称为光电

效应,这种电子常称为②

光电子

。1|光电效应的实验规律2.研究光电效应的电路图1.光电效应的概念1|光电效应的实验规律2.研究光电效23如图,阴极K和阳极A是密封在真空玻璃管中的两个电极,③

阴极K

在受到光照

时能够发射光电子。阴极K与阳极A之间电压U的大小可以调整,电源的正负极也

可以对调。电源按图示极性连接时,闭合开关后,阳极A吸收阴极K发出的光电子,

在电路中形成④

光电流

。这导致电压U为0时电流I⑤

并不为

0。3.光电效应的实验规律(1)存在截止频率当入射光的频率低于⑥

截止频率

时不发生光电效应。实验表明,不同金属的

截止频率⑦

不同

。换句话说,截止频率与金属自身的性质有关。(2)存在饱和电流在光照条件不变的情况下,在电流较小时电流随着正向电压的增大而⑧

增大

;

但当电流增大到一定值之后,即使电压再增大,电流也⑨

不会

再进一步增大了,

如图所示,光电流趋于一个饱和值。如图,阴极K和阳极A是密封在真空玻璃管中的两个电极,③阴极24光电流与电压的关系(3)存在遏止电压如果施加反向电压,也就是阴极K接电源正极、阳极A接电源负极,在光电管两极间形成使电子⑩

减速

的电场,电流有可能为0。使光电流减小到0的

反向电压Uc

称为遏止电压。遏止电压的存在意味着光电子具有一定的初速度,初速度的上限vc应满足

me

=eUc。光电流与电压的关系25进一步的实验表明,同一种金属对于一定频率的光,无论光的强弱如何,遏止电压都

是

一样

的。光的频率ν改变时,遏止电压Uc也会改变。(4)光电效应具有瞬时性当频率超过截止频率νc时,无论入射光怎样微弱,照到金属时会

立即

产生光电流。精确测量表明产生电流的时间很快,即光电效应几乎是

瞬时

发生的。进一步的实验表明,同一种金属对于一定频率的光,无论光的强弱如261.逸出功要使电子脱离某种金属,需要外界对它做功,做功的

最小值

叫作这种金属的逸出功,用W0表示。不同种类的金属,其逸出功的大小也

不相同

。2.光电效应与经典电磁理论的矛盾矛盾之一:光电效应中存在

截止频率

按照光的经典电磁理论,不管光的频率如何,只要光足够强,电子都可以获得足够能

量从而逸出表面,不应存在截止频率。矛盾之二:光电效应中,遏止电压由入射光的

频率

决定,与光的强弱无关按照光的经典电磁理论,光越强,光电子的初动能应该越大,所以遏止电压Uc应该与

光的强弱有关。矛盾之三:光电效应具有

瞬时

性如果光很弱,按经典电磁理论估算,电子需要几分钟到十几分钟的时间才能获得逸

出表面所需的能量,这个时间远远大于实验中产生光电流的时间。2|光电效应经典解释中的疑难1.逸出功2|光电效应经典解释中的疑难271.光子说(1)内容假定电磁波本身的能量也是

不连续

的,即认为光本身就是由一个个不可分割的

能量子

组成的,频率为ν的光的能量子为hν,其中,h为普朗克常量。这些能量子后来称为光子。(2)光子能量公式为ε=

hν

,其中ν指光的

频率

。2.爱因斯坦光电效应方程(1)爱因斯坦在光电效应中能量守恒的理论当光子照到金属上时,它的能量可以被金属中的某个电子全部吸收,金属中的电子3|爱因斯坦的光电效应理论1.光子说3|爱因斯坦的光电效应理论28吸收一个光子获得的能量是hν,在这些能量中,一部分大小为

W0

的能量被电子用来脱离金属,剩下的是逸出后电子的

初动能

。(2)爱因斯坦光电效应方程Ek=

hν-W0

,式中Ek为光电子的最大初动能,Ek=

me

。3.爱因斯坦光电效应方程对光电效应的解释(1)这个方程表明,只有当hν>W0时,光电子才可以从金属中逸出,νc=

就是光电效应的截止频率。如图所示。吸收一个光子获得的能量是hν,在这些能量中,一部分大小为 

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光电效应的Ek-ν图像(2)对于同种频率的光,光较强时,单位时间内照射到金属表面的光子数

较多

,照射金属时产生的光电子

较多

,因而饱和电流

较大

。(3)这个方程还表明,光电子的最大初动能Ek与入射光的频率ν有关,而与光的强弱无

关。这就解释了遏止电压和

光强

无关。(4)电子

一次性

吸收光子的全部能量,不需要积累能量的时间,光电流自然几乎是瞬时产生的。

304.遏止电压Uc与光的频率ν和逸出功W0的关系利用光电子的初动能Ek=eUc和爱因斯坦光电效应方程Ek=hν-W0,可以消去Ek,从而得

到Uc与ν、W0的关系,即Uc=

ν-

。遏止电压Uc与光的频率ν之间是

线性

关系,Uc-ν图像是一条斜率为

的直线。某金属的Uc-ν图像4.遏止电压Uc与光的频率ν和逸出功W0的关系某金属的Uc-311.康普顿效应1918~1922年,美国物理学家康普顿在研究石墨对X射线的散射时,发现在散射的X

射线中,除了与入射波长λ0相同的成分外,还有波长

大于

λ0的成分,这个现象称为康普顿效应。2.康普顿效应与经典物理学理论的矛盾按照经典物理学的理论,X射线的波长不会在散射中发生变化。因此,康普顿效应

无法用经典物理学解释。3.用光子的模型解释康普顿效应(1)光子不仅具有能量,而且具有

动量

,光子的动量p与光的波长λ和普朗克常量h有关。这三个量之间的关系式为p=

。4|康普顿效应和光子的动量1.康普顿效应4|康普顿效应和光子的动量32爱因斯坦质能方程E＝mc2，原子核的质量必然比组成它的核子的质量和要小Δm，这就是质量亏损．由质量亏损可求出释放的核能ΔE＝Δmc2.光的干涉和衍射都属于光的叠加，从本质上看，干涉条纹和衍射条纹的形成有相似的原理，都可认为是从单缝通过两列或多列频率相同的光波，在屏上叠加形成的．箱顶受到水的压力为F1=p1S1=1960Pa×(0.3×0.3—4×10-4)m2=175.6N，(1)解决“同时”的相对性问题，可从三个方面入手：(2)氢原子的能级和轨道半径(3)位移不变：爆炸的时间极短，因而作用过程中物体运动的位移很小，一般可忽略不计，可以认为爆炸后仍然从爆炸时的位置以新的动量开始运动．●重点：眼睛成像原理和调节作用、近视眼和远视眼的矫正；(1)明确研究对象，确定系统的组成(系统包括哪几个物体及研究的过程)；3、近视眼的成因和矫正。④安装双缝和单缝，中心大致位于遮光筒的轴线上，使双缝与单缝的缝平行，二者间距约5cm～10cm，这时，可观察白光的干涉条纹．(3)分方向守恒：系统在某个方向上所受合力为零时，系统在该方向上动量守恒．考点三狭义相对论的简单应用(3)最大初动能以质量为m1、速度为v1的小球与质量为m2的静止小球发生正面弹性碰撞为例，则有(2)在康普顿效应中,当入射的光子与晶体中的电子碰撞时,要把

一部分动量

转移给电子,因而,光子动量可能会

变小

。从式p=

看,动量p减小,意味着波长λ

变大

,因此,这些光子散射后波长变大。光子既有能量也有动量爱因斯坦质能方程E＝mc2，原子核的质量必然比组成它的核子的331.在麦克斯韦的电磁理论建立之后,人们认识到光是一种电磁波,从而光的

波动

说被普遍接受。2.光电效应和康普顿效应重新揭示了光的

粒子

性。3.光既具有

波动性

,又具有

粒子性

。换句话说,光具有

波粒二象性

。5|光的波粒二象性1.在麦克斯韦的电磁理论建立之后,人们认识到光是一种电磁波,341.金属钠表面是否发生光电效应与入射光的强弱有关。

(

✕)2.金属钾发生光电效应,入射光强度越大,饱和电流越大。

(√)3.金属钙、钠、钾的逸出功不同,说明了金属种类不同对应的截止频率也不同。

(√)4.入射光若能使某金属发生光电效应,则入射光的强度越大,照射出的光电子越

多。

(√)提示:入射光的强度越大,光子数目越多,照射金属时产生的光电子就越多。5.能产生光电效应的光必定是可见光。

(

✕)提示:频率大于金属的截止频率的光可以使该金属产生光电效应,不一定是可见光。6.经典物理学理论不能合理解释康普顿效应。

(√)提示:康普顿效应与经典物理学的理论有矛盾,用光子的模型能成功解释康普顿效应。7.光具有粒子性,但光子又不同于宏观观念的粒子。

(√)提示:光子不是宏观观念的粒子,不由分子、原子组成。判断正误，正确的画“√”，错误的画“✕”。1.金属钠表面是否发生光电效应与入射光的强弱有关。 (

351|光电效应中的几组概念光子的能量与入射光的强度光子的能量即每个光子的能量,其值为ε=hν(ν为光子的频率),其大小由光的频率决

定。入射光的强度指单位时间内照射到金属表面单位面积上的总能量,入射光的

强度等于光子能量hν与单位时间内单位面积上入射光子数n的乘积,即入射光的强

度等于nhν。

光子与光电子(1)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。光子是光电效应的因,光电子是果。(2)对于同一种金属,光电子的能量只与入射光的频率有关,而与入射光的强弱无关。1|光电效应中的几组概念光子的能量与入射光的强度36

光电子的初动能、最大初动能与遏止电压(1)光照射到金属表面时,光子的能量全部被电子吸收,电子吸收了光子的能量,可能

向各个方向运动,需克服原子核和其他原子的阻碍而损失一部分能量,剩余部分为

光电子的初动能。(2)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,才具有最大

初动能。光电子的初动能小于或等于光电子的最大初动能。(3)遏止电压与光电子初速度的上限vc满足:

me

=eUc。

饱和电流、正向电压与光的强度三者之间的关系(1)存在饱和电流的原因在一定的光照条件下,单位时间内阴极K发射的光电子的数目是一定的,电压增加

到一定值时,所有光电子都被阳极A吸收,这时即使再增大电压,电流也不会增大。 光电子的初动能、最大初动能与遏止电压37(2)饱和电流与正向电压的关系从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,这个饱和值是饱和电流,在一定的光照条件下,饱和电流与

所加正向电压大小无关。(3)饱和电流与光的强度的关系实验表明,在光的频率不变的情况下,入射光越强,饱和电流越大。这说明,对于一定

频率(颜色)的光,入射光越强,单位时间内发射的光电子数越多。(2)饱和电流与正向电压的关系382|爱因斯坦光电效应方程的理解及应用情境

如图甲所示,P在最左端,没有给光电管加电压,依然有光电流。如图乙所示,

给光电管加反向电压,光电子在光电管两极间形成的电场中做减速运动。当反向

电压增加到遏止电压Uc时,光电流减小到零。增加单色光的频率,发现对应的遏止

电压Uc变大。2|爱因斯坦光电效应方程的理解及应用情境

如图甲所39问题1.当反向电压达到遏止电压Uc时,光电流为零,说明初速度最大的光电子运动到极

板A时的速度恰好为多大?提示:速度恰好为0。2.遏止电压Uc与光电子的最大初速度vc满足哪个与能量相关的规律?请写出相关方

程式。提示:满足动能定理。方程式为0-

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=-eUc。3.综合应用爱因斯坦光电效应方程Ek=hν-W0分析,对于同一个光电管,遏止电压Uc与

入射光的频率、强弱有什么关系?提示:综合表达式可得Ek=

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=eUc=hν-W0,可知,遏止电压Uc与入射光的强弱