1、2光電效應與光量子假說目標定位1.知道光電效應現(xiàn)象，能說出光電效應的實驗規(guī)律.2.能用愛因斯坦光電效應方程對光電效應作出解釋，會用光電效應方程解決一些簡單的問題.一、光電效應1光電效應：照射到金屬表面的光，能使金屬中的電子從表面逸出的現(xiàn)象2光電子：光電效應中發(fā)射出來的電子3光電效應的實驗規(guī)律(1)對于給定的光電陰極材料，都存在一個截止頻率0，只有超過截止頻率0的光，才能引起光電效應(2)光電流的大小由光強決定，光強愈大，光電流愈大(3)光電子的最大初動能與入射光的頻率成線性關系(4)光電效應具有瞬時性：光電效應中產(chǎn)生電流的時間不超過109 s.想一想紫外線燈照射鋅板，為什么與鋅板相連的驗電器指

2、針張開一個角度？答案紫外線燈照射鋅板，發(fā)生光電效應現(xiàn)象，鋅板上的電子飛出鋅板，使鋅板帶正電，與鋅板相連的驗電器也會因而帶正電，使得驗電器指針張開一個角度二、愛因斯坦的光電效應方程1光子說：光本身就是由一個個不可分割的能量子組成的，這些能量子被稱為光子，頻率為的光的能量子為h.2愛因斯坦光電效應方程的表達式：hmv2A.其中A為電子從金屬內(nèi)逸出表面時所需做的功想一想怎樣從能量守恒角度理解愛因斯坦光電效應方程？答案愛因斯坦光電效應方程中的h是入射光子的能量，逸出功A是光子飛出金屬表面消耗的能量，mv2是光子的最大初動能，因此愛因斯坦光電效應方程符合能量的轉化與守恒定律預習完成后，請把你疑惑的問題記

3、錄在下面的表格中問題1問題2問題3一、光電效應現(xiàn)象1光電效應的實質(zhì)：光現(xiàn)象電現(xiàn)象2光電效應中的光包括不可見光和可見光3光電子：光電效應中發(fā)射出來的光電子，其本質(zhì)還是電子【例1】一驗電器與鋅板相連(如圖1所示)，用一紫外線燈照射鋅板，關燈后，驗電器指針保持一定偏角圖1(1)現(xiàn)用一帶負電的金屬小球與鋅板接觸，則驗電器指針偏角將_(填“增大”、“減小”或“不變”)(2)使驗電器指針回到零，再用相同強度的鈉燈發(fā)出的黃光照射鋅板，驗電器指針無偏轉那么，若改用強度更大的紅外線燈照射鋅板，可觀察到驗電器指針_(填“有”或“無”)偏轉答案(1)減小(2)無解析當用紫外線燈照射鋅板時，鋅板發(fā)生光電效應，鋅板放出

4、光電子而帶上正電，此時與鋅板連在一起的驗電器也帶上了正電，故指針發(fā)生了偏轉當帶負電的小球與鋅板接觸后，中和了一部分正電荷，從而使驗電器的指針偏角減小使驗電器指針回到零，用鈉燈發(fā)出的黃光照射鋅板，驗電器指針無偏轉，說明鈉燈發(fā)出的黃光的頻率小于鋅的極限頻率，而紅外光比黃光的頻率還要低，更不可能使鋅板發(fā)生光電效應能否發(fā)生光電效應與入射光的強弱無關二、光電效應的實驗規(guī)律1對光電效應的理解(1)入射光的強度：指單位時間內(nèi)照射到金屬表面單位面積上的光子的總能量，是由入射光子數(shù)和入射光子的頻率決定的可用Pnh表示，其中n為單位時間內(nèi)的光子數(shù)(2)在入射光頻率不變的情況下，光的強度與單位時間內(nèi)照射到金屬表面上

5、單位面積的光子數(shù)成正比(3)對于不同頻率的入射光，即使光的強度相等，在單位時間內(nèi)照射到金屬單位面積的光子數(shù)也不相同，從金屬表面逸出的光電子數(shù)不同，形成的光電流不同(4)飽和光電流：指光電流的最大值(即飽和值)，在光電流未達到最大值之前，因光電子尚未全部形成光電流，所以光電流的大小不僅與入射光的強度有關，還與光電管兩極間的電壓有關，電壓越大，被吸引變成光電流的光電子越多(5)飽和光電流與入射光的強度成正比：在入射光頻率不變的情況下，光電流的最大值與入射光的強度成正比原因是在高電壓下光電子個數(shù)決定了光電流大小，而電子個數(shù)決定于入射光強度“頻率高，光子能量大，光就強，產(chǎn)生的光電流也強”、“光電子的初

6、動能大，電子跑得快，光電流就強”等說法均是錯誤的總之，在理解光電效應規(guī)律時應特別注意以下幾個關系：照射光頻率照射光強度單位時間內(nèi)發(fā)射出來的電子數(shù)2愛因斯坦對光電效應的解釋(1)飽和光電流與光強關系光越強，包含的光子數(shù)越多，照射金屬時產(chǎn)生的光電子越多，因而飽和光電流越大，所以，入射光頻率一定時，飽和光電流與光強成正比(2)存在截止頻率和遏止電壓愛因斯坦的光電效應方程表明光電子的初動能與入射光頻率成線性關系，與光強無關，所以遏止電壓由入射光頻率決定，與光強無關光電效應方程同時表明，只有hA0時，才有光電子逸出，0就是光電效應的截止頻率(3)光電效應具有瞬時性電子一次性吸收光子的全部能量，不需要積累

7、能量的時間，所以光電效應幾乎是瞬時發(fā)生的【例2】利用光電管研究光電效應實驗如圖2所示，用頻率為的可見光照射陰極K，電流表中有電流通過，則()圖2A用紫外線照射，電流表不一定有電流通過B用紅光照射，電流表一定無電流通過C用頻率為的可見光照射K，當滑動變阻器的滑動觸頭移到A端時，電流表中一定無電流通過D用頻率為的可見光照射K，當滑動變阻器的滑動觸頭向B端滑動時，電流表示數(shù)可能不變答案D解析因紫外線的頻率比可見光的頻率高，所以用紫外線照射時，電流表中一定有電流通過，選項A錯誤；因不知陰極K的截止頻率，所以用紅光照射時，不一定發(fā)生光電效應，所以選項B錯誤；即使UAK0，電流表中也有電流，所以選項C錯誤

8、；當滑動觸頭向B端滑動時，UAK增大，陽極A吸收光電子的能力增強，光電流會增大，當所有光電子都到達陽極A時，電流達到最大，即飽和電流若在滑動前，電流已經(jīng)達到飽和電流，那么即使增大UAK，光電流也不會增大，所以選項D正確針對訓練1(多選)現(xiàn)用某一光電管進行光電效應實驗，當用某一頻率的光入射時，有光電流產(chǎn)生下列說法正確的是()A保持入射光的頻率不變，入射光的光強變大，飽和光電流變大B入射光的頻率變高，飽和光電流變大C保持入射光的光強不變，不斷減小入射光的頻率，始終有光電流產(chǎn)生D遏止電壓的大小與入射光的頻率有關，與入射光的光強無關答案AD解析根據(jù)光電效應規(guī)律，保持入射光的頻率不變，入射光的光強變大，

9、則飽和光電流變大，選項A正確；由愛因斯坦光電效應方程知，入射光的頻率變高，產(chǎn)生的光電子最大初動能變大，而飽和光電流與入射光的頻率和光強都有關，選項B錯誤；保持入射光的光強不變，不斷減小入射光的頻率，當入射光的頻率小于極限頻率時，就不能發(fā)生光電效應，沒有光電流產(chǎn)生，選項C錯誤；遏止電壓與產(chǎn)生的光電子的最大初動能有關，光電子的最大初動能與入射光的頻率有關，與入射光的光強無關，選項D正確三、光電效應方程的理解與應用1光電效應方程實質(zhì)上是能量守恒方程能量為Eh的光子被電子吸收，電子把這些能量的一部分用來克服金屬表面對它的吸引，另一部分就是電子離開金屬表面時的動能如果克服吸引力做功最少為A，電子離開金屬

10、表面時動能最大為Ek，根據(jù)能量守恒定律可知：EkhA.2光電效應方程包含了產(chǎn)生光電效應的條件若發(fā)生光電效應，則光電子的最大初動能必須大于零，即EkhA0，亦即hA，c，而c恰好是光電效應的截止頻率3Ekm曲線如圖3所示是光電子最大初動能Ekm隨入射光頻率的變化曲線這里，橫軸上的截距是截止頻率或極限頻率；縱軸上的截距是逸出功的負值；斜率為普朗克常量圖3【例3】如圖4所示，當電鍵K斷開時，用光子能量為2.5 eV的一束光照射陰極P，發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)不為零合上電鍵，調(diào)節(jié)滑動變阻器，發(fā)現(xiàn)當電壓表讀數(shù)小于0.60 V時，電流表讀數(shù)仍不為零當電壓表讀數(shù)大于或等于0.60 V時，電流表讀數(shù)為零由此可知陰極材料

11、的逸出功為()圖4A1.9 eV B0.6 eVC2.5 eV D3.1 eV答案A解析由題意知光電子的最大初動能為EkeUc060 eV，所以根據(jù)光電效應方程EkhA可得AhEk(2.50.6) eV1.9 eV針對訓練2(多選)如圖5所示是某金屬在光的照射下，光電子最大初動能Ek與入射光頻率的關系圖像，由圖像可知()圖5A該金屬的逸出功等于EB該金屬的逸出功等于h0C入射光的頻率為0時，產(chǎn)生的光電子的最大初動能為ED入射光的頻率為20時，產(chǎn)生的光電子的最大初動能為2E答案AB解析題中圖像反映了光電子的最大初動能Ek與入射光頻率的關系，根據(jù)愛因斯坦光電效應方程EkhA，知當入射光的頻率恰為該

12、金屬的截止頻率0時，光電子的最大初動能Ek0，此時有h0A，即該金屬的逸出功等于h0，選項B正確；根據(jù)圖線的物理意義，有AE，故選項A正確，而選項C、D錯誤.光電效應現(xiàn)象1(多選)如圖6所示，用弧光燈照射擦得很亮的鋅板，驗電器指針張開一個角度，則下列說法中正確的是()圖6A用紫外線照射鋅板，驗電器指針會發(fā)生偏轉B用紅光照射鋅板，驗電器指針會發(fā)生偏轉C鋅板帶的是負電荷D使驗電器指針發(fā)生偏轉的是正電荷答案AD解析將擦得很亮的鋅板與驗電器連接，用弧光燈照射鋅板(弧光燈發(fā)出紫外線)，驗電器指針張開一個角度，說明鋅板帶了電，進一步研究表明鋅板帶正電這說明在紫外線的照射下，鋅板中有一部分自由電子從表面飛出

13、，鋅板帶正電，選項A、D正確紅光不能使鋅板發(fā)生光電效應光電效應規(guī)律2入射光照射到某金屬表面上發(fā)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(fā)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(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)目將減少D有可能不發(fā)生光電效應答案C解析發(fā)生光電效應幾乎是瞬時的，選項A錯誤；入射光的強度減弱，說明單位時間內(nèi)的入射光子數(shù)目減少，頻率不變，說明光子能量不變，逸出的光電子的最大初動能也就不變，選項B錯誤；入射光子的數(shù)目減少，逸出的光電子數(shù)目也就減少，故選項C正確；入射光照射到某金屬上發(fā)生光電效應，說明入射光頻率不低于這種金

14、屬的極限頻率，入射光的強度減弱而頻率不變，同樣能發(fā)生光電效應，故選項D錯誤3某單色光照射某金屬時不能產(chǎn)生光電效應，則下述措施中可能使該金屬產(chǎn)生光電效應的是()A延長光照時間B增大光的強度C換用波長較短的光照射D換用頻率較低的光照射答案C解析光照射金屬時能否產(chǎn)生光電效應，取決于入射光的頻率是否大于金屬的截止頻率，與入射光的強度和照射時間無關，故選項A、B、D均錯誤；又因，所以選項C正確光電效應方程的理解與應用4(多選)在光電效應實驗中，用頻率為的光照射光電管陰極，發(fā)生了光電效應，下列說法正確的是()A增大入射光的強度，光電流增大B減小入射光的強度，光電效應現(xiàn)象消失C改用頻率小于的光照射，一定不發(fā)

15、生光電效應D改用頻率大于的光照射，光電子的最大初動能變大答案AD解析增大入射光的強度，單位時間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)增加，則光電流增大，選項A正確；光電效應能否發(fā)生與照射光頻率有關，與照射光強度無關，選項B錯誤；改用頻率較小的光照射時，如果光的頻率仍大于極限頻率，則仍會發(fā)生光電效應，否則，不能發(fā)生光電效應，選項C錯誤；光電子的最大初動能EkhA，故改用頻率大于的光照射，光電子的最大初動能變大，選項D正確5如圖所示，N為金屬板，M為金屬網(wǎng)，它們分別與電池的兩極相連，各電池的電動勢和極性如圖所示已知金屬板的逸出功為4.8 eV.現(xiàn)分別用不同能量的光子照射金屬板(各光子的能量已在圖上標出)，那么各圖中沒有

16、光電子到達金屬網(wǎng)的是_(填正確答案標號)能夠到達金屬網(wǎng)的光電子的最大動能是_eV.答案AC0.5解析因為金屬板的逸出功為4.8 eV，所以能發(fā)生光電效應的是B、C、D，B所加的電壓為正向電壓，則電子一定能到達金屬網(wǎng)；C光電子的最大初動能為1.0 eV，根據(jù)動能定理知電子不能到達金屬網(wǎng)；D光電子的最大初動能為2.0 eV，根據(jù)動能定理光電子能夠到達金屬網(wǎng)故沒有光電子達到金屬網(wǎng)的是A、C；D項中逸出的光電子最大初動能為Ek光A6.8 eV4.8 eV2.0 eV，到達金屬網(wǎng)時最大動能為0.5 eV.(時間：60分鐘)題組一光電效應的現(xiàn)象及規(guī)律1(多選)光電效應實驗中，下列表述中正確的是()A光照時

17、間越長光電流越大B入射光足夠強就可以有光電流C遏止電壓與入射光的頻率有關D入射光頻率大于極限頻率才能產(chǎn)生光電子答案CD解析光電效應中有無光電流與入射光的強弱、照射時間長短無關，A、B錯遏止電壓與入射光頻率有關，入射光頻率越大，光電子的最大初動能也越大，而EkeUc，故Uc也越大，C正確任何金屬都有一個極限頻率，只有入射光的頻率大于極限頻率時，才能產(chǎn)生光電效應，D正確2(多選)在演示光電效應的實驗中，原來不帶電的一塊鋅板與靈敏靜電計相連，用弧光燈(紫外線)照射鋅板時，靜電計的指針就張開一個角度，如圖1所示，這時()圖1A鋅板帶正電，指針帶負電B鋅板帶正電，指針帶正電C若用黃光照射鋅板，則可能不產(chǎn)

18、生光電效應現(xiàn)象D若用紅光照射鋅板，則鋅板能發(fā)射光電子答案BC解析鋅板在紫外線照射下，發(fā)生光電效應現(xiàn)象，有光電子飛出，故鋅板帶正電，指針上的部分電子被吸引到鋅板上發(fā)生中和，使指針帶正電，B對、A錯；紅光和黃光的頻率都小于紫外線的頻率，都可能不產(chǎn)生光電效應，C對、D錯3(多選)用紫光照射某金屬恰可發(fā)生光電效應，現(xiàn)改用較弱的太陽光照射該金屬，則()A可能不發(fā)生光電效應B逸出光電子的時間明顯變長C逸出光電子的最大初動能不變D單位時間逸出光電子的數(shù)目變小答案CD解析由于太陽光含有紫光，所以照射金屬時發(fā)生光電效應且逸出光電子的最大初動能不變，又因為光強變?nèi)酰詥挝粫r間逸出光電子的數(shù)目變小，C、D正確，A

19、錯誤；產(chǎn)生光電效應的時間幾乎是瞬時的，B錯誤4關于光電效應的規(guī)律，下列說法中正確的是()A只有入射光的波長大于該金屬的極限波長，光電效應才能發(fā)生B光電子的最大初動能跟入射光的強度成正比C發(fā)生光電效應的時間一般都大于107 sD發(fā)生光電效應時，單位時間內(nèi)從金屬內(nèi)逸出的光電子數(shù)與入射光的強度成正比答案D解析由hh知，當入射光波長大于極限波長時，不能發(fā)生光電效應，故A錯；由EkhA知，最大初動能由入射光頻率決定，與入射光的強度無關，故B錯；發(fā)生光電效應的時間一般不超過109 s，故C錯5(多選)如圖2所示，電路中所有元件完好，光照射到光電管上，靈敏電流計中沒有電流通過其原因可能是()圖2A入射光太弱

20、B入射光波長太長C光照時間太短D電源正負極接反答案BD解析金屬存在截止頻率，超過截止頻率的光照射金屬才會有光電子射出發(fā)射的光電子的動能隨頻率的增大而增大，動能小時不能克服反向電壓，也不能有光電流入射光的頻率低于截止頻率，不能產(chǎn)生光電效應，與光照強弱無關，選項B正確，A錯誤；電路中電源正負極接反，對光電管加了反向電壓，若該電壓超過了遏止電壓，也沒有光電流產(chǎn)生，D正確；光電效應的產(chǎn)生與光照時間無關，C錯誤6(多選)一束綠光照射某金屬發(fā)生了光電效應，則下列說法正確的是()A若增加綠光的照射強度，則逸出的光電子數(shù)增加B若增加綠光的照射強度，則逸出的光電子的最大初動能增加C若改用紫光照射，則可能不會發(fā)生

21、光電效應D若改用紫光照射，則逸出的光電子的最大初動能增加答案AD解析光電效應的規(guī)律表明：入射光的頻率決定是否發(fā)生光電效應以及發(fā)生光電效應時逸出的光電子的最大初動能的大小當入射光的頻率增加后，逸出的光電子的最大初動能也增加，又紫光的頻率高于綠光的頻率而增加光的照射強度，會使單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)增加故正確選項有A、D.題組二光電效應方程及應用7(多選)產(chǎn)生光電效應時，關于逸出光電子的最大初動能Ek，下列說法正確的是()A對于同種金屬，Ek與照射光的強度無關B對于同種金屬，Ek與照射光的波長成反比C對于同種金屬，Ek與照射光的頻率成線性關系D對于不同種金屬，若照射光頻率不變，Ek與金屬的逸出功成線性關系答案ACD解析EkhAhA，同種金屬逸出功相同，最大初動能與照射光強度無關，與照射光的波長有關但不是反比例函數(shù)關系，最大初動能與入射光的頻率成線