光电效应(含解析汇报).docx
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光电效应1. 知识详解：知识点 1 光电效应和波粒二象性1．光电效应的实验规律(1) 存在着饱和电流：对于一定颜色的光，入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多，饱和 光电流越大.(2) 存在着遏止电压和截止频率：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.当入射光的频率低于截止频率时不发生光电效应.使光电流减小到零的反向电压叫遏止电 压.(3) 光电效应具有瞬时性：当频率超过截止频率时，无论入射光怎样微弱，几乎在照到金属时立 即产生光电流，时间不超过10－9 s.2．光子说 爱因斯坦提出：空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，每一份称为一个光子，光子具有 的能量 e =h v，其中 h=6.63X 10—34 J • s.3. 光电效应方程(1) 表达式：h v=Ek+W0 或 Ek=h v—%.(2) 物理意义：金属中的电子吸收一个光子获得的能量是hv,这些能量的一部分用来克服金属 的逸出功W0，剩下的表现为逸出后电子的最大初动能Ek=*mv2.4. 光的波粒二象性(1) 波动性：光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有波动性.(2) 粒子性：光电效应、康普顿效应说明光具有粒子性.(3 )光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的波粒二象性.5. 物质波(1) 概率波光的干涉现象是大量光子的运动遵守波动规律的表现，亮条纹是光子到达概率大的地方，暗条 纹是光子到达概率小的地方，因此光波又叫概率波.(2) 物质波h任何一个运动着的物体，小到微观粒子大到宏观物体都有一种波与它对应，其波长入=p, p为 p运动物体的动量，h为普朗克常量.易错判断(1) 光子说中的光子，指的是光电子.(X)(2) 只要光足够强，照射时间足够长，就一定能发生光电效应.(X)(3) 极限频率越大的金属材料逸出功越大.(丿)知识点2 a粒子散射实验与核式结构模型1. 实验现象绝大多数a粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但少数a粒子发生了大角度偏转, 极少数a粒子甚至被撞了回来.如图所示.a粒子散射实验的分析图2. 原子的核式结构模型在原子中心有一个很小的核，原子全部的正电荷和几乎全部质量都集中在核里，带负电的电子 在核外空间绕核旋转.易错判断(1) 原子核集中了原子全部的正电荷和质量.(X)(2) 原子中绝大部分是空的，原子核很小.(J)(3) 核式结构学说是卢瑟福在a粒子散射实验的基础上提出的.(J)知识点3氢原子光谱和玻尔理论1. 光谱(1) 光谱：用光栅或棱镜可以把光按波长展开，获得光的波长(频率)和强度分布的记录,即光谱.(2 )光谱分类：①线状谱光谱是一条条的亮线.②连续谱光谱是连在一起的光带.(3) 氢原子光谱的实验规律：巴耳末线系是氢原子光谱在可见光区的谱线，其波长公式 + =R(2—”)(n = 3,4,5,…)，R 是里德伯常量，R=1.10X107 m-1，n 为量子数.2. 玻尔理论(1) 定态：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些能量状态中原子是稳定的，电子虽 然绕核运动，但并不向外辐射能量.(2 )跃迁：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由 这两个定态的能量差决定，即h v=E —E (h是普朗克常量，h = 6.63X 10—34 J • s).m ni |liiillII FFII*lililililililili l> l> l> l> 5的，因此电子的可能轨道也是不连续的.3.氢原子的能级、能级公式(1) 氢原子的能级图能级图如图所示.(2) 氢原子的能级公式-3.4V548517CG-0.-0.-1(3) 轨道：原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应.原子的定态是丕连续£”=£◎(“=1,2,3,…)，其中E1为基态能量，其数值为d = —13.6 eV.(3) 氢原子的半径公式r =n2q(n= 1,2,3,…)，其中r为基态半径，又称玻尔半 径，其数值为 r1 = 0.53X10-to m.易错判断(1) 在玻尔模型中，原子的状态是不连续的.(丿)(2) 发射光谱可能是连续光谱，也可能是线状谱.(J)(3) 玻尔理论成功地解释了氢原子光谱，也成功地解释了氦原子光谱.(X)2.题型分析：一、对光电效应的理解 1．与光电效应有关的五组概念对比(1) 光子与光电子：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．光子是因，光电子是果．(2) 光电子的动能与光电子的最大初动能：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 做功的情况，才具有最大初动能．(3) 光电流和饱和光电流：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，这个饱和值是饱和光电流，在一定的光照条件下，饱和光电流与所加电压 大小无关．(4) 入射光强度与光子能量：入射光强度指单位时间内照射到金属表面单位面积上的总能量．(5) 光的强度与饱和光电流：频率相同的光照射金属产生光电效应，入射光越强，饱和光电流越大，但不 是简单的正比关系．2．两条对应关系：入射光强度大一光子数目多一发射光电子多一光电流大；光子频率高一光子能量大一光电子的最大初动能大.例 1 ．关于光电效应和康普顿效应的规律，下列说法正确的是 ( )A. 光电效应中，金属板向外发射的光电子又可以叫作光子B. 康普顿效应说明光具有波动性C. 对于同种金属而言，遏止电压与入射光的频率无关D. 石墨对X射线散射时，部分X射线的散射光波长会变长，这个现象称为康普顿效 应D ［光电效应中，金属板向外发射的电子叫光电子，光子是光量子的简称，A错误；根 据光电效应方程hv=W0+eUc可知，对于同种金属而言(逸出功一样)，入射光的频率 越大，遏止电压也越大，即遏止电压与入射光的频率有关， C 错误；在石墨对 X 射线 散射时，部分 X 射线的散射光波长会变长的现象称为康普顿效应，康普顿效应说明光 具有粒子性，B错误，D正确.］例2.（多选）光电效应的实验结论是：对某种金属（）A. 无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应B. 无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应C. 超过极限频率的入射光强度越弱，所产生的光电子的最大初动能就越小D. 超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大AD ［每种金属都有它的极限频率v °,只有入射光子的频率大于极限频率V。
时，才会 发生光电效应，选项A正确，B错误；光电子的初动能与入射光的强度无关，随入射 光频率的增加而增大，选项D正确，C错误.］［反思总结］两点提醒1能否发生光电效应取决于入射光的频率而不是入射光的强度.2 光电子的最大初动能随入射光子频率的增大而增大，但二者不是正比关系.二、爱因斯坦的光电效应方程及应用1 •三个关系（1） 爱因斯坦光电效应方程Ek=h v -W°.（2） 光电子的最大初动能Ek可以利用光电管用实验的方法测得，即Ek=eUc，其中Uc是遏止电压.（3） 光电效应方程中的W°为逸出功，它与极限频率vc的关系是W°=h vc.2.四类图象图象名称图线形状由图线直接（间接）得到的物理量最大初动能Ek与入1 /①极限频率：图线与V轴交点的横坐标vc射光频率v的关系②逸出功：图线与Ek轴交点的纵坐标的值，W°=I-EI=E图线③普朗克常量：图线的斜率k=h颜色相同、强度不①遏止电压U：图线与横轴的交点同的光，光电流与人 ——弱光（黄｝②饱和光电流Im：电流的最大值电压的关系图线Ko 『③最大初动能：Ekm=eUc颜色不同时，光电光①遏止电压U「U 2流与电压的关系图②饱和光电流线③最大初动能Ek1 = eU 1，Ek2=eUc2遏止电压U与入射C光频率V的关系图线① 截止频率V C：图线与横轴的交点② 遏止电压Uc：随入射光频率的增大而增大③ 普朗克常量h：等于图线的斜率与电子电量的乘积，即h=ke.（注：此时两极之间接反向电压）考向1光电效应方程的应用例3.（多选）（2017 •全国III卷）在光电效应实验中，分别用频率为va、v b的单色光a、b照射 至恫种金属上，测得相应的遏止电压分别为Ua和Ub、光电子的最大初动能分别为Eka和 Ekb.h 为普朗克常量.下列说法正确的是（ ）A•若 Va>Vb，则一定有 Ua
