1、光電效應的幾個典型問題分析一、 典型概念A1、 光電子與光子AV2、 極限頻率3、 逸出功4、 最大初動能5、 飽和光電流強度6、 反向遏止電壓二、典型規律三、典型電路1測飽和光電流強度電路說明：用光照射光電管，調節滑動變阻器的滑動頭，電流表指針示數增大，當調到一定位置后，再調節滑動觸頭，電流表示數不變，此時的電流表示數即為飽和光電流強度。用IB表示。2測反向遏止電壓電路 說明：用光照射光電管，調節滑動變阻器的滑動頭，電流表指針示數減小，當調到一定位置后，電流表示數為零，此時的電壓表示數即為反向遏止電壓，用UC表示。四、典型圖象1光電流與電壓的關系圖象IU強光（黃）弱光（黃）藍光U2U1O說明

2、：從圖象可以看出同種光照射同種金屬板對應的反向遏止電壓相同，而飽和光電流強度隨入射光強度增大而增大，從圖象對于同種金屬入射光的頻率越高，反向遏止電壓越大。EKO2反向遏止電壓與入射光頻率的關系UCO-U0說明：圖象是對應函數式：，所以從圖象可以直接讀出金屬的極限頻率，根據斜率可以算出普朗克恒量，根據縱軸截距可以推算出金屬的逸出功。3最大初動能與入射光頻率的關系說明：本圖象對應的函數式：,從圖象可以看出極限頻率圖線與橫軸的交點坐標，圖象是平行的是因為圖線的斜率就是普朗克恒量h五、光電效應與原子能級躍遷區別和聯系光電效應同步練習班級 姓名 學號 1用光照射金屬表面，沒有發射光電子，這可能是( )（

3、A）入射光強度太小 （B）照射的時間太短（C）光的波長太短 （D）光的頻率太低2光照射到某金屬表面，金屬表面有光電子逸出，則( )（A）若入射光的頻率增加，光的強度減弱，那么逸出電子的最大初動能可能不變（B）若入射光的頻率不變，光的強度減弱，那么單位時間內逸出電子數目減少（C）若入射光的頻率不變，光的強度減弱到不為零的某一數值時，可能不再有電子逸出（D）若入射光的頻率增加，而強度不變，那么單位時間內逸出電子數目不變，而光電子的最大初動能增大3用導線把驗電器與鋅板相連接，當用紫外線照射鋅板時，發生的現象是（ ）（A）有電了從鋅板飛出 （B）有光子從鋅板飛出（C）驗電器內的金屬箔帶正電 （D）驗電

4、器內的金屬箔帶負電4某介質中光子的能量是E，波長是,則此介質的折射率是（ ）（A）E/h （B）E/ch （C）ch/E （D）h/E5如圖所示，用一束光照射光電管時，電流表A中有一定讀數，下列措施中有可能使電流表的示數增大的是（ ）（A）增大入射光的頻率 （B）增大入射光的強度（C）滑片P向右移動 （D）滑片P向左移動6如圖所示，a、b是兩束頻率不同的單色光，當它們從真空中以相同的入射角射入玻璃中，發生了如圖所示的折射，則下面說法中正確的是（ ）（A）玻璃對光束a的折射率大（B）若光從玻璃射向空氣，光束a的臨界角比光束b的臨界角大（C）光束a中的光子的能量較小（D）在玻璃中光束a的波長較長

5、8某單色光源的輸出功率1W，單色光的波長為0.6m，該光源每秒鐘發射的光子數約為 個。（保留兩位有效數字）9甲、乙兩種單色光分別垂直進入同一塊玻璃磚，已知它們在玻璃中通過的時間<，那么這兩種單色光光子在玻璃中的能量、的大小關系是 ，這兩種單色光子在真空中能量、的大小關系是 。10試分析第5題的情況中，共他條件都不變，只改變電源的極性，電路中是否還存在光電流？11鈉在紫光照射下，產生光電效應并形成光電流，若減小紫光的強度，則隨之減小的物理量是（ ）（A）光電流強度 （B）光電子的最大初動能（C）紫光光子的能量 （D）鈉的極限頻率12用綠光照射一光電管的陰極時，產生光電效應，欲使光子從陰極逸

6、出時的最大初動能增大，應采取的措施是（ ）（A）改用紅光照射 （B）改用紫光照射（C）增大綠光的強度 （D）增大加在光電管上的正向電壓13某金屬在一束綠光照射下，剛好能產生光電效應，如多用一束綠光照射，則逸出的光電子數將 ，逸出電子的最大初動能將 ；如改用一束強度相同的紫光照射，逸出的電子的最大初動能將 。14甲、乙兩種單色光分別照射某金屬，用甲光照射時能產生光電效應，用乙光照射時不能產生光電效應，則（ ）（A）甲光的強度大于乙光的強度 （B）甲光的頻度大于乙光的頻率（C）甲光的波長大于乙光的波長 （D）甲光的照射時間大于乙光的照射時間15關于光子的能量，下述說法中正確的是（ ）（A）光子的能

7、量跟它在真空中的波長成正比（B）光子的能量跟它在真空中的波長成反比（C）光子的能量跟光子的速度成正比（D）光子的能量跟光子的速度的平方成正比16在利用光電管做光電效應的實驗中，能否產生光電效應應由 決定，光電流強度的最大值由 決定。17如圖所示，一靜電計與鋅板連接，用一紫外線燈照射鋅板，關燈后，指針保持一定角度，（1）一帶負電的金屬小球與鋅板接觸，則靜電計指針偏角將 。（2）使靜電計指針回到零，再用相同強度的鈉燈發出的黃光照射鋅板，靜電計指針無偏轉，那么，若改用強度更大的紅外線照射鋅板，可觀察到的靜電計指針 （填“有”或“無”）偏轉。18“神光“裝置是我國規模最大、國際上為數不多的高功率固體激

8、光系統，利用它每秒鐘可獲得能量為2400J、波長為0.35m的紫外激光。已知普朗克常數h=6.63×10-34J·s，每秒鐘紫外激光所含光子數為 個。（取兩位有效數字）高考真題42009年高考上海單科卷光電效應的實驗結論是：對于某種金屬()A無論光強多強，只要光的頻率小于極限頻率就不能產生光電效應B無論光的頻率多低，只要光照時間足夠長就能產生光電效應C超過極限頻率的入射光強度越弱，所產生的光電子的最大初動能就越小D超過極限頻率的入射光頻率越高，所產生的光電子的最大初動能就越大4答案：A、D 52010年高考四川理綜卷用波長為2.0×107 m的紫外線照射鎢的表面，

9、釋放出來的光電子中最大的動能是4.7×1019 J。由此可知，鎢的極限頻率是(普朗克常量h6.63×1034 J·s，光速c3.0×108 m/s，結果取兩位有效數字)()A5.5×1014 HzB7.9×1014 HzC9.8×1014 Hz D1.2×1015 Hz5答案：B 8. 2010年高考江蘇單科卷研究光電效應的電路如圖Z1所示。用頻率相同、強度不同的光分別照射密封真空管的鈉極板(陰極K)，鈉極板發射出的光電子被陽極A吸收，在電路中形成光電流。下列光電流I與A、K之間的電壓UAK的關系圖像中，正確的是(

10、)圖Z18. 答案：C解析：雖然入射光強度不同，但光的頻率相同，所以截止電壓相同；又因當入射光強時，單位時間逸出的光電子多，飽和光電流大，所以選C。11(5分)2010年高考江蘇單科卷鈉金屬中的電子吸收光子的能量，從金屬表面逸出，這就是光電子。光電子從金屬表面逸出的過程中，其動量的大小_(選填“增大”、“減小”或“不變”)，原因是_。11(5分)答案：減小光電子受到金屬表面層中力的阻礙作用(或需要克服逸出功)18(7分)研究光電效應規律的實驗裝置如圖Z5所示，光電管的陰極材料為金屬鉀，其逸出功為W02.25 eV，現用光子能量為10.75 eV的紫外線照射光電管，調節變阻器滑片位置，使光電流剛

11、好為零。求： (1)電壓表的示數是多少？(2)若照射光的強度不變，紫外線的頻率增大一倍，陰極K每秒內逸出的光電子數如何變化？到達陽極的光電子動能為多大？(3)若將電源的正負極對調，到達陽極的光電子動能為多大？18(7分)解析：(1)由光電效應方程EkhW0得光電子最大初動能Ek8.50 eV光電管兩端加有反向電壓，光電子由K向A減速運動。由動能定理eUEkAEk因EkA0，則U8.50 V。(2)設光的強度為nh，光強不變，頻率增大一倍，則每秒入射的光子數n減為原來的一半，陰極K每秒內逸出的光電子數也減為原來的一半，由光電效應方程得光電子的最大初動能EkhW02hW019.25 eV電子由陰極

12、向陽極做減速運動。由動能定理eUEkAEk，得EkA10.75 eV(3)若將電源的正負極對調，光電管上加有正向電壓，光電子從陰極向陽極做加速運動，由動能定理eUEkAEk，得EkA17.00 eV。答案：(1)8.50 V(2)減半10.75 eV(3)17.00 eV1在演示光電效應的實驗中，原來不帶電的一塊鋅板與靈敏驗電器相連，用弧光燈照射鋅板時，驗電器的指針張開一個角度，如圖1515所示，這時鋅板帶_電，指針帶_電 解析：在光電效應實驗中，鋅板因逸出電子帶正電，驗電器由于與鋅板接觸也帶正電，其指針也帶正電答案：正正2已知金屬銫的逸出功為1.9 eV，在光電效應實驗中，要使銫表面發出的光

13、電子的最大初動能為1.0 eV，求入射光的波長應為多少？解析：根據光電效應方程EkhW0可得入射光的頻率為由c可得入射光的波長為 m4.3×107 m.答案：4.3×107 m8已知某金屬表面接受波長為和2的單色光照射時，釋放出光電子的最大初動能分別為30 eV和10 eV，求能使此種金屬表面產生光電效應的入射光的極限波長為多少？(為未知量)解析：設此種金屬的逸出功為W0，極限波長為0.由愛因斯坦光電效應方程：hW0Ek1，hW0Ek2，hW0可得：01.24×107 m.答案：1.24×107 m14、一個手電筒燈泡在3V電壓下，通過0.25A的電流，

14、燈泡所發生的光經聚光后形成一個面積為10cm2的平行光束。如果燈泡消耗的能量有1%轉化為波長為0.6m的可見光，問：(1)沿光的傳播方向上1m長的光束內有多少個光子？(2)在光束垂直照射的物體表面上，平均1s鐘內，每cm2上接收到多少個光子？3、如圖所示，光電管的陰極K的用極限波長為=5000的鈉制成。現用波長為3000的紫外照射陰極。光電管陽極A和陰極K之間的電勢差為2.1V時，測得飽和電流的值為Im=0.56，求：(1)每秒鐘由陰極K發射的電子數；(2)光電子達到陽極的最大動能；(3)如果電勢差不變而照射光強度15-1-89如圖15-1-8所示，當電源的右端為正極時，為使微安表偏轉，照射光

15、的頻率至少為531014Hz當電源的左端為正極時，改用另一頻率的光照射，調節滑動頭C使V表中示數為093V，微安表中的電流恰好消失求：(1)光電管陰極材料的逸出功；(2)后來所加光的頻率 9、.3.5 7.5 10已知每秒從太陽射到地球的垂直于太陽光的每平方米截面積上的輻射能為 1.4×10 3J，其中可見光部分約占45假如認為可見光的波長均為0.55m，太陽向各個方向的輻射是均勻的，日地間距離R=1.5×10 11m,普朗克常量h=6.63×10 -34 J/s,由此可估算（1）出太陽每秒輻射出的可見光的光子數約為多少?(2)若已知地球的半徑R64×1

16、0 6m，估算地球接受的太陽光的總功率10. 4.9X10 44個18X10 11(kW)能量量子化 光的波粒二象性 物質波考綱預覽1普朗克能量子假說 黑體和黑體輻射德布羅意關系式的定量計算不作要求2光電效應3光的波粒二象性 物質波知識整理：一、普朗克能量子假說 黑體和黑體輻射1普朗克認為，振動著的帶電微粒的能量只能是某一最小能量值的 ，這個不可再分的最小能量值叫做 ，能量子公式為= 。當帶電微粒輻射或吸收能量時，也是以這個最小能量為單位 輻射或吸收的。2黑體輻射電磁波的強度按波長的分布只與 有關，如圖所示。輻射強度波長O2m4m圖1 黑體輻射實驗規律輻射本領波長O圖2 輻射強度與波長關系瑞利

17、公式實驗曲線維恩公式二、光電效應1在光(包括不可見光)的照射下從物體發射出 的現象叫光電效應。發射出來的電子叫 。這一現象是由 首先發現的。2規律（1）存在 電流。（2）存在 和 。（3）光電子的最大初動能與入射光的 有關，而與入射光的強弱 。（4）效應具有 。光電效應的發生幾乎是 的，一般不超過 s；3方程： 4Ek-曲線(如圖所示)，由Ek-曲線可以得到的物理量：（1） ：圖線與軸交點的橫坐標。（2） ：圖線與Ek軸交點的縱坐標的絕對值。（3） ：圖線的斜率。三、光子說1內容光是 地不連續傳播的，每一份叫做一個 ，光子的能量跟它的 成正比，即E= (h叫普朗克恒量，h=6.63×

18、10-34J·s)。2意義（1）解釋了 現象； （2）說明了光具有 性。 預習檢測1普朗克量子假說是為了解釋 （ ）A光電效應的實驗規律而提出 BX射線散射的實驗規律而提出C黑體輻射的實驗規律而提出 D以上說法都不對2（1）研究光電效應電路如圖所示，用頻率相同、強度不同的光分別照射密封真空管的鈉極板（陰極K），鈉極板發射出的光電子被陽極A吸收，在電路中形成光電流。下列光電流I與AK之間的電壓UAK的關系圖象中，正確的是（ ）（2）鈉金屬中的電子吸收光子的能量，從金屬表面逸出，這就是光電子。光電子從金屬表面逸出的過程中，其動量的大小_（選填“增大”、“減小”或“不變”）， 原因是_。（

19、3）已知氫原子處在第一、第二激發態的能級分別為-3.4eV和-1.51eV， 金屬鈉的截止頻率為5.53×1014Hz, 普朗克常量h=6.63×10-34J·s.請通過計算判斷，氫原子從第二激發態躍遷到第一激發態過程中發出的光照射金屬鈉板，能否發生光電效應。 考點1光電效應問題1. 什么是光電效應？問題2. 光電效應有什么特點？【例1】入射光照射到某金屬表面上發生光電效應，若入射光的強度減弱而頻率保持不變，那么( )A從光照至金屬表面上到發射出光電子之間的時間間隔將明顯增加B逸出的光電子的最大初動能將減小C單位時間內從金屬表面逸出的光電子數目將減少D有可能不發生

20、光電效應【例2】如圖所示，當開關S斷開時，用光子能量為2.5 eV的一束光照射陰極P，發現電流表讀數不為零。合上電鍵，調節滑動變阻器,發現當電壓表讀數小于0.60 V時，電流表讀數仍不為零；當電壓表讀數大于或等于0.60 V時，電流表讀數為零。（1）求此時光電子的最大初動能的大小。（2）求該陰極材料的逸出功。考點2光的波粒二象性問題1. 怎么理解光的波粒二象性？問題2. 【例3】下列現象說明光具有波粒二象性的是( )A光的直線傳播和干涉 B光的衍射和干涉C光的干涉和光電效應 D泊松亮斑和光電效應考點3 物質波問題1.什么是物質波？問題2. 物質波有什么特點？【例4】關于德布羅意波，正確的解釋是

21、 （ ）A運動的物體都有一種波和它對應，這就是物質波 B微觀粒子都有一種波和它對應，這就是物質波 C原子從高能級向低能級躍遷時，會輻射物質波D宏觀物體運動時，它的物質波長太短，很難觀察到它的波動性當堂展示1關于光電效應，下列說法正確的是（ ） A極限頻率越大的金屬材料逸出功越大B只要光照射的時間足夠長，任何金屬都能產生光電效應C從金屬表面出來的光電子的最大初動能越大，這種金屬的逸出功越小D入射光的光強一定時，頻率越高，單位時間內逸出的光電子數就越多2下表給出了一些金屬材料的逸出功。材料銫鈣鎂鈹鈦逸出功（10-19J）3.04.35.96.26.6現用波長為400 nm的單色光照射上述材料，能產

22、生光電效應的材料最多有幾種(普朗克常量h=6.63×10-34 J·s，光速c=3.0×108 m/s) ( )A2種 B3種 C4種 D5種能量量子化 光的波粒二象性 物質波一、選擇題1在演示光電效應的實驗中，原來不帶電的一塊鋅板與驗電器相連。用弧光燈照射鋅板時，驗電器的指針張開一個角度，如下圖所示，這時（ ）A鋅板帶正電，指針帶負電 B鋅板帶正電，指針帶正電C鋅板帶負電，指針帶正電 D鋅板帶負電，指針帶負電2光電效應的實驗結論是：對于某種金屬（ ）A無論光強多強，只要光的頻率小于極限頻率就不能產生光電效應B無論光的頻率多低，只要光照時間足夠長就能產生光電效應C

23、超過極限頻率的入射光強度越弱，所產生的光電子的最大初動能就越小D超過極限頻率的入射光頻率越高，所產生的光電子的最大初動能就越大3某激光器能發射波長為的激光，發射功率為P，真空中光速為c，普朗克常量為h，則該激光器每秒發射的光量子數為 ( )A B C D4研究光電效應規律的實驗裝置如圖所示,用頻率為的光照射光電管陰極K時，有光電子產生.由于光電管K、A間加的是反向電壓,光電子從陰極K發射后將向陽極A做減速運動.光電流i由圖中電流計G測出,反向電壓U由電壓表V測出.當電流計的示數恰好為零時,電壓表的示數稱為反向截止電壓U0,在下列表示光電效應實驗規律的圖象中,錯誤的是 ( )5如圖所示，當電鍵K斷開時，用光子能量為2.5eV的一束光照射陰極P，發現電流表讀數不為零。合上電鍵，調節滑線變阻器，發現當電壓表讀數小于0.60V時，電流表讀數仍不為零；當電壓表讀數大于或等于0.60V時，電流表讀數為零，由此可知陰極材料的逸出功為（