4.2光電效應(yīng)學(xué)問(wèn)點(diǎn)一、光電效應(yīng)的試驗(yàn)規(guī)律1．光電效應(yīng)：照射到金屬表面的光，能使金屬中的從表面逸出的現(xiàn)象．2．光電子：光電效應(yīng)中放射出來(lái)的3光電效應(yīng)的試驗(yàn)規(guī)律(1)存在頻率：當(dāng)入射光的頻率低于截止頻率時(shí)(填“能”或“不”)發(fā)生光電效應(yīng)．(2)存在電流：在光的頻率不變的狀況下，入射光越強(qiáng)，飽和電流越(3)存在電壓：使光電流減小到的反向電壓Uc，且滿足eq\f(1,2)mevc2＝eUc.(4)光電效應(yīng)具有瞬時(shí)性：光電效應(yīng)幾乎是瞬時(shí)發(fā)生的．學(xué)問(wèn)點(diǎn)二、愛(ài)因斯坦的光電效應(yīng)理論光子：光本身就是由一個(gè)個(gè)不行分割的能量子組成的，頻率為ν的光的能量子為，其中h為普朗克常量．這些能量子后來(lái)稱為2．逸出功：使電子脫離某種金屬，外界對(duì)它做功的值，用W0表示．不同種類的金屬，其逸出功的大小(填“相同”或“不相同”)．3．愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程(1)表達(dá)式：hν＝或Ek＝.(2)物理意義：金屬中電子吸取一個(gè)光子獲得的能量是，在這些能量中，一部分大小為W0的能量被電子用來(lái)脫離金屬，剩下的是逸出后電子的.(3)Uc與ν、W0的關(guān)系①表達(dá)式：Uc＝eq\f(h,e)ν－eq\f(W0,e).②圖像：Uc－ν圖像是一條斜率為eq\f(h,e)的直線．光電效應(yīng)現(xiàn)象和光電效應(yīng)方程的應(yīng)用(1)能否發(fā)生光電效應(yīng)，不取決于光的強(qiáng)度而取決于光的頻率.(2)光電效應(yīng)中的“光”不是特指可見(jiàn)光，也包括不行見(jiàn)光.(3)逸出功的大小由金屬本身打算，與入射光無(wú)關(guān).(4)光電子不是光子，而是電子.2.兩條對(duì)應(yīng)關(guān)系(1)光強(qiáng)大→光子數(shù)目多→放射光電子多→光電流大；(2)光子頻率高→光子能量大→光電子的最大初動(dòng)能大.3.三個(gè)關(guān)系式(1)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程：Ek＝hν－W0.(2)最大初動(dòng)能與遏止電壓的關(guān)系：Ek＝eUc.(3)逸出功與極限頻率的關(guān)系W0＝hνc.光電效應(yīng)圖象四類圖象圖象名稱圖線外形由圖線直接(間接)得到的物理量最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系圖線①極限頻率：圖線與ν軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)νc②逸出功：圖線與Ek軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)的值的確定值W0＝|－E|＝E③普朗克常量：圖線的斜率k＝h顏色相同、強(qiáng)度不同的光，光電流與電壓的關(guān)系①遏止電壓Uc：圖線與橫軸的交點(diǎn)②飽和光電流Im：光電流的最大值③最大初動(dòng)能：Ek＝eUc顏色不同時(shí)，光電流與電壓的關(guān)系①遏止電壓Uc1、Uc2②飽和光電流③最大初動(dòng)能Ek1＝eUc1，Ek2＝eUc2遏止電壓Uc與入射光頻率ν的關(guān)系圖線①極限頻率νc：圖線與橫軸的交點(diǎn)②遏止電壓Uc：隨入射光頻率的增大而增大③普朗克常量h：等于圖線的斜率與電子電荷量的乘積，即h＝ke.(注：此時(shí)兩極之間接反向電壓)學(xué)問(wèn)點(diǎn)三、康普頓效應(yīng)(1)光的散射光子在介質(zhì)中與相互作用，因而傳播方向，這種現(xiàn)象叫作光的散射。(2)康普頓效應(yīng)美國(guó)物理學(xué)家康普頓在爭(zhēng)辯石墨對(duì)X射線的散射時(shí)，發(fā)覺(jué)在散射的X射線中，除了與入射波長(zhǎng)λ0相同的成格外，還有波長(zhǎng)λ0的成分，這個(gè)現(xiàn)象稱為康普頓效應(yīng)。(3)康普頓效應(yīng)的意義康普頓效應(yīng)表明光子除了具有能量之外，還具有動(dòng)量，深化揭示了光的的一面。(4)光子的動(dòng)量①表達(dá)式：p＝eq\f(h,λ)。②說(shuō)明：在康普頓效應(yīng)中，入射光子與晶體中電子碰撞時(shí)，把一部分動(dòng)量轉(zhuǎn)移給電子，光子的動(dòng)量變小。因此，有些光子散射后波長(zhǎng)。學(xué)問(wèn)點(diǎn)四、光的波粒二象粒(1)光的干涉和衍射現(xiàn)象說(shuō)明光具有，和效應(yīng)說(shuō)明光具有粒子性。(2)光子的能量ε＝，光子的動(dòng)量p＝eq\f(h,λ)。如圖，將潔凈的鋅板用導(dǎo)線連接在驗(yàn)電器上，用紫外線燈照射鋅板時(shí)，觀看到驗(yàn)電器指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。此時(shí)（）A．有光電子從鋅板表面逸出，驗(yàn)電器帶正電 B．有光電子從鋅板表面逸出，驗(yàn)電器帶負(fù)電 C．有正離子從鋅板表面逸出，驗(yàn)電器帶正電 D．有正離子從鋅板表面逸出，驗(yàn)電器帶負(fù)電（2022春?肇慶月考）如圖甲所示，陰極K和陽(yáng)極A是密封在真空玻璃管中的兩個(gè)電極，陰極K在受到光照時(shí)能夠放射光電子。陰極K與陽(yáng)極A之間電壓U的大小可以調(diào)整，電源的正負(fù)極也可以對(duì)調(diào)。閉合開(kāi)關(guān)后，陽(yáng)極A吸取陰極K發(fā)出的光電子，在電路中形成光電流?，F(xiàn)分別用藍(lán)光、弱黃光、強(qiáng)黃光照射陰極K，形成的光電流與電壓的關(guān)系圖像如圖乙示，圖中a、b、c光依次為（）A．藍(lán)光、弱黃光、強(qiáng)黃光 B．弱黃光、藍(lán)光、強(qiáng)黃光 C．強(qiáng)黃光、藍(lán)光、弱黃光 D．藍(lán)光、強(qiáng)黃光、弱黃光（2023?洪山區(qū)校級(jí)三模）如圖所示為爭(zhēng)辯光電效應(yīng)試驗(yàn)的電路圖。初始時(shí)刻，滑動(dòng)觸頭P在O點(diǎn)左側(cè)靠近a點(diǎn)某位置；用肯定強(qiáng)度的綠光照射光電管K極，當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)后，微安表的示數(shù)不為0，則在P向b端移動(dòng)的過(guò)程中（）A．微安表的示數(shù)不斷增大 B．微安表的示數(shù)可能為零 C．到達(dá)A端的光電子動(dòng)能不斷增大 D．K端逸出的光電子的最大初動(dòng)能不斷增大（2022春?徐州期末）在爭(zhēng)辯石墨對(duì)X射線的散射時(shí)，康普頓發(fā)覺(jué)在散射的X射線中，除了與入射波長(zhǎng)λ0相同的成格外，還有波長(zhǎng)大于λ0的成分。這些波長(zhǎng)大于λ0的成分與入射的X射線相比（）A．能量增大 B．動(dòng)量增大 C．波速減小 D．頻率減小用如圖甲所示的裝置爭(zhēng)辯光電效應(yīng)現(xiàn)象。閉合開(kāi)關(guān)S，用頻率為ν的光照射光電管時(shí)發(fā)生了光電效應(yīng)。圖乙是該光電管發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)間電子的最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系圖象，圖線與橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為（a，0），與縱軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為（0，﹣b），下列說(shuō)法中正確的是（）A．普朗克常量為h=bB．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)S后，電流表G的示數(shù)為零 C．僅增加照射光的強(qiáng)度，光電子的最大初動(dòng)能將增大 D．保持照射光強(qiáng)度不變，僅提高照射光頻率，電流表G的示數(shù)保持不變從1907年起，密立根就開(kāi)頭測(cè)量金屬的遏止電壓Uc（即圖甲所示的電路中電流表G的讀數(shù)減小到零時(shí)加在電極K、A之間的反向電壓）與入射光的頻率ν，由此算出普朗克常量h。依據(jù)密立根的方法我們利用圖示裝置進(jìn)行試驗(yàn)，得到了某金屬的Uc﹣ν圖像如圖乙所示。下列說(shuō)法正確的是（）A．該金屬的截止頻率約為4.30×1014Hz B．該金屬的截止頻率約為5.50×1014Hz C．該圖線的斜率為普朗克常量 D．該圖線的斜率為這種金屬的逸出功用如圖甲所示的試驗(yàn)裝置觀測(cè)光電效應(yīng)，已知試驗(yàn)中測(cè)得某種金屬的遏止電壓Uc與入射光的頻率ν之間的關(guān)系如圖乙所示，圖像的橫縱截距分別為v1、﹣U1，電子電量為e，求：普朗克常量h和該金屬的逸出功W0。（2023?東城區(qū)模擬）如圖所示，電源的電動(dòng)勢(shì)均為E，內(nèi)阻不計(jì)，光電管的陰極K用極限波長(zhǎng)為λ0的材料制成。將開(kāi)關(guān)S閉合，將波長(zhǎng)為λ的激光射向陰極，通過(guò)轉(zhuǎn)變光電管A和陰極K之間的電壓，可測(cè)得相應(yīng)光電流的飽和值，已知普朗克常量h，電子電荷量e。（1）該金屬材料的逸出功W；（2）求由K極放射的光電子的最大初動(dòng)能Ekm；（3）當(dāng)陽(yáng)極A和陰極K之間的電壓為U1時(shí)，求電子到達(dá)A極時(shí)的最大動(dòng)能Ek。圖中各儀器均完好，有一束單色光照射到光電管的陰極上，閉合開(kāi)關(guān)后，即使將可變電阻R的阻值調(diào)為零，檢流計(jì)中仍無(wú)電流通過(guò)，電路中沒(méi)有光電流的緣由可能是（）A．入射光線的強(qiáng)度不夠 B．照射時(shí)間不夠長(zhǎng) C．電源的正負(fù)極接反了 D．入射光的波長(zhǎng)不夠短假設(shè)一個(gè)沿著肯定方向運(yùn)動(dòng)的光子和一個(gè)靜止的自由電子相互碰撞后，電子向某一方向運(yùn)動(dòng)，光子沿另一方向散射出去，則這個(gè)散射光子跟原來(lái)的光子相比（）A．頻率變大 B．速度變小 C．光子動(dòng)量變大 D．波長(zhǎng)變長(zhǎng)（2023?津市市校級(jí)開(kāi)學(xué)）用圖甲所示電路可以爭(zhēng)辯光電效應(yīng)中電子的放射狀況與光照強(qiáng)弱、光頻率等物理量間的關(guān)系（圖中電源極性可對(duì)調(diào)）。圖乙所示為a、b、c三種光照下得到的三條光電流I與A極、K極間電壓UAK的關(guān)系圖線。下列說(shuō)法正確的是（）A．若開(kāi)關(guān)閉合時(shí)電流表有示數(shù)，則開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)電流表示數(shù)為0 B．若想測(cè)量飽和電流，則圖甲中電源極性需要對(duì)調(diào) C．若b是黃光，則a可能是藍(lán)光 D．b、c是同種顏色的光，b的光強(qiáng)比c的光強(qiáng)大（2023春?永勝縣校級(jí)期末）如圖所示，分別用功率相同的甲光和乙光照射相同的光電管陰極，甲光的頻率為ν1，乙光的頻率為ν2，ν1＜ν2，產(chǎn)生的光電流I隨陽(yáng)極與陰極間所加電壓U的變化規(guī)律正確的是（）A． B． C． D．（2021?濰坊二模）如圖所示，是某種火災(zāi)報(bào)警裝置的工作電路圖，它的核心部件為紫外線光電管，其中A為陽(yáng)極，K為陰極，發(fā)生火災(zāi)時(shí)c、d端有輸出電壓實(shí)施報(bào)警。已知地表四周太陽(yáng)光中紫外線光子能量介于3.1～3.9eV之間，明火中的紫外線光子能量介于4.4～6.2eV之間。幾種金屬單質(zhì)的逸出功如表所示，若光電管陰極材料K選用金屬鋁，則下列說(shuō)法正確的是（）金屬單質(zhì)鉀鈉鋅鋁逸出功/eV2.252.293.384.21A．太陽(yáng)光照射時(shí)c、d端有輸出電壓 B．明火照射時(shí)c、d端有輸出電壓 C．若陰極K材料選用金屬鋅，能實(shí)現(xiàn)有效報(bào)警 D．明火中紫外線波長(zhǎng)越長(zhǎng)，光電子的最大初動(dòng)能越大（多選）（2023秋?海淀區(qū)校級(jí)月考）如圖是爭(zhēng)辯光電效應(yīng)的試驗(yàn)裝置，O點(diǎn)是滑動(dòng)變阻器的中點(diǎn)，變阻器阻值隨滑片位置均勻變化。用某單色光照射時(shí)，能夠發(fā)生光電效應(yīng)。若電源電動(dòng)勢(shì)為20V，內(nèi)阻不計(jì)?；瑒?dòng)變阻器長(zhǎng)為10cm，當(dāng)滑片P距離a端4cm時(shí)，微安表示數(shù)恰為0，則（）A．當(dāng)滑片P從今位置向左滑動(dòng)時(shí)，微安表有電流 B．當(dāng)滑片P從今位置向右滑動(dòng)時(shí)，微安表有電流 C．光電子最大初動(dòng)能為2eV D．光電子最大初動(dòng)能為8eV（多選）（2022?南京模擬）如圖為某同學(xué)設(shè)計(jì)的一個(gè)光電煙霧探測(cè)器，光源S發(fā)出一束波長(zhǎng)為0.8μm的紅外線，當(dāng)有煙霧進(jìn)入探測(cè)器時(shí)，來(lái)自光源S的紅外線會(huì)被煙霧散射進(jìn)入光電管C，當(dāng)紅外線射到光電管中的金屬表面時(shí)發(fā)生光電效應(yīng)，光電流大于8×10﹣9A時(shí)，便會(huì)觸發(fā)報(bào)警系統(tǒng)．已知元電荷e＝1.6×10﹣19C，光在真空中的傳播速度為3×108m/s，下列說(shuō)法正確的是（）A．光電流的大小與光照強(qiáng)度無(wú)關(guān) B．若光源發(fā)出的是可見(jiàn)光，則該裝置將會(huì)失去報(bào)警功能 C．該金屬的極限頻率小于3.75×1014Hz D．若射向光電管C的光子中有10%會(huì)產(chǎn)生光電子，當(dāng)報(bào)警器報(bào)警時(shí)，每秒射向該金屬表面的