高中物理 第二章 波粒二象性 第一节 光电效应学案 粤教版选修3-5-粤教版高二选修3-5物理学案VIP免费

第一节光电效应1.通过实验了解光电效应及极限频率和遏止电压的概念．2.理解光电效应与电磁理论的矛盾．一、光电效应与光电流1．光电效应现象：金属在光的照射下发射电子的现象称为光电效应，发射出来的电子叫做光电子．2．光电管可以把光信号转变成为电信号．3．光电流：光电管阴极发出的光电子被阳极收集．在回路中会形成电流，称为光电流．(1)任何频率的光照射到金属表面都可以发生光电效应．()(2)金属表面是否发生光电效应与入射光的强弱有关．()(3)入射光照射到金属表面上时，光电子几乎是瞬时发射的．()提示：(1)×(2)×(3)√二、光电流的变化实验表明：频率不变的情况下，入射光的强度越强，光电流越大；光的强度保持不变，入射光的频率越高，光电流越大．三、极限频率对于每一种金属，只有当入射光频率大于某一频率ν0时，才会产生光电流，将ν0称为极限频率，其对应的波长称为极限波长．它们之间的关系ν0＝.四、遏止电压1．在强度和频率一定的光的照射下，回路中的光电流会随着反向电压的增加而减小，并且当反向电压达到某一数值时，光电流将会减小到零，我们把这时的电压称为遏止电压用符号U0表示，光电子的最大初始动能与遏止电压的关系mv＝eU0．2．实验表明：遏止电压只与入射光的频率有关，而与入射光的强度无关，也就是说光电子的最大初动能只与入射光的频率有关．五、经典电磁理论解释的局限性经典物理学里光的电磁理论在解释光电效应实验时遇到了根本性的困难．光电效应的实验规律1．每种金属都有一定的极限频率，当入射光的频率低于极限频率时，不管入射光的强度多大、照射时间多长都不会产生光电子，一旦入射光的频率超过极限频率，则不管光有多么弱都会产生光电效应，发出光电子．2．在发生光电效应的条件下，光电流的大小或单位时间内逸出的光电子数目由光的强度决定．3．光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只与入射光的频率有关．遏止电压随光的频率的增大而增大，与光的强度无关．4．从光照射到金属表面至产生光电效应的时间间隔很短，通常可在10－9s内发生光电效应．遏止电压只与入射光的频率有关，与入射光的强度无关．(多选)对光电效应的理解正确的是()A．金属钠的每个电子可以吸收一个或一个以上的光子，当它积累的动能足够大时，就能逸出金属B．如果入射光子的能量小于金属表面的电子克服原子核的引力而逸出时所需做的最小功，便不能发生光电效应C．发生光电效应时，入射光越强，光子的能量就越大，光电子的最大初动能就越大D．由于不同金属的逸出功是不相同的，因此使不同金属产生光电效应，入射光的最低频率也不同[解析]按照爱因斯坦的光子说，光子的能量由光的频率决定，与光强无关，入射光的频率越大，发生光电效应时产生的光电子的最大初动能越大；但要使电子离开金属，电子必须具有足够的动能，而电子增加的动能只能来源于照射光的光子能量，且一个电子只能吸收一个光子，不能同时吸收多个光子，所以光子的能量小于某一数值时便不能产生光电效应现象；电子从金属逸出时只有从金属表面向外逸出的电子克服原子核的引力所做的功最小．综上所述，选项B、D正确．[答案]BD(多选)用紫光照射某金属恰可发生光电效应，现改用较弱的太阳光照射该金属，则()A．可能不发生光电效应B．逸出光电子的时间明显变长C．逸出光电子的最大初动能不变D．单位时间逸出光电子的数目变小解析：选CD.由于太阳光含有紫光，所以照射金属时发生光电效应且逸出光电子的最大初动能不变，又因为光强变弱，所以单位时间逸出光电子的数目变小，C、D正确，A错误；产生光电效应的时间几乎是瞬时的，B错误．经典电磁理论与光电效应的矛盾1．矛盾之一：遏止电压由入射光频率决定，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，所以遏止电压应与光的强弱有关，而实验表明：遏止电压由入射光频率决定，与光强无关．2．矛盾之二：存在极限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，电子都可获得足够能量从而逸出表面，不应存在极限频率．而实验表明：不同金属有不同的极限频率，入射光频率高于极限频率时才会发生光电效应．3．矛盾之三：...