選修3-52波粒二象性【2015《物理復(fù)習(xí)方略》一輪復(fù)習(xí)課件滬科版】

1、第 二 章波粒二象性知識(shí)點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)1 1 光電效應(yīng)光電效應(yīng)【思維激活【思維激活1 1】( (多選多選) )如圖所示如圖所示, ,用導(dǎo)線用導(dǎo)線把驗(yàn)電器與鋅板相連接把驗(yàn)電器與鋅板相連接, ,當(dāng)用紫外線照射當(dāng)用紫外線照射鋅板時(shí)鋅板時(shí), ,發(fā)生的現(xiàn)象是發(fā)生的現(xiàn)象是( () )A.A.有光子從鋅板逸出有光子從鋅板逸出B.B.有電子從鋅板逸出有電子從鋅板逸出C.C.驗(yàn)電器指針張開一個(gè)角度驗(yàn)電器指針張開一個(gè)角度D.D.鋅板帶負(fù)電鋅板帶負(fù)電【解析【解析】選選B B、C C。用紫外線照射鋅板是能夠發(fā)生光電效應(yīng)的。用紫外線照射鋅板是能夠發(fā)生光電效應(yīng)的, ,鋅板上的電子吸收紫外線的能量從鋅板表面逸出鋅板上的電子吸收紫

2、外線的能量從鋅板表面逸出, ,稱之為光電稱之為光電子子, ,故故A A錯(cuò)誤、錯(cuò)誤、B B正確正確; ;鋅板與驗(yàn)電器相連鋅板與驗(yàn)電器相連, ,帶有相同電性的電荷帶有相同電性的電荷, ,鋅板失去電子應(yīng)該帶正電鋅板失去電子應(yīng)該帶正電, ,且失去電子越多且失去電子越多, ,帶正電的電荷量越帶正電的電荷量越多多, ,驗(yàn)電器指針張角越大驗(yàn)電器指針張角越大, ,故故C C正確、正確、D D錯(cuò)誤。錯(cuò)誤?！局R(shí)梳理【知識(shí)梳理】1.1.定義：照射到金屬表面的光定義：照射到金屬表面的光, ,能使金屬中的能使金屬中的_從表面逸從表面逸出的現(xiàn)象。出的現(xiàn)象。2.2.光電子：光電子：_中發(fā)射出來的電子。中發(fā)射出來的電子。3

3、.3.光電效應(yīng)規(guī)律：光電效應(yīng)規(guī)律：(1)(1)每種金屬都有一個(gè)極限頻率每種金屬都有一個(gè)極限頻率, ,入射光的頻率必須入射光的頻率必須_這個(gè)這個(gè)極限頻率才能產(chǎn)生光電效應(yīng)。低于這個(gè)頻率的光不能產(chǎn)生光極限頻率才能產(chǎn)生光電效應(yīng)。低于這個(gè)頻率的光不能產(chǎn)生光電效應(yīng)。電效應(yīng)。(2)(2)光電子的最大初動(dòng)能與入射光的光電子的最大初動(dòng)能與入射光的_無關(guān)無關(guān), ,只隨入射光頻只隨入射光頻率的增大而率的增大而_。電子電子光電效應(yīng)光電效應(yīng)大于大于強(qiáng)度強(qiáng)度增大增大(3)(3)光電效應(yīng)的發(fā)生光電效應(yīng)的發(fā)生_的的, ,一般不超過一般不超過1010-9-9s s。(4)(4)當(dāng)入射光的頻率大于極限頻率時(shí)當(dāng)入射光的頻率大于極限

4、頻率時(shí), ,飽和光電流的強(qiáng)度與飽和光電流的強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度成入射光的強(qiáng)度成_。幾乎是瞬時(shí)幾乎是瞬時(shí)正比正比知識(shí)點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)2 2 愛因斯坦光電效應(yīng)方程愛因斯坦光電效應(yīng)方程【思維激活【思維激活2 2】(2012(2012上海高考上海高考) )在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中, ,用單色光用單色光照射某種金屬表面照射某種金屬表面, ,有光電子逸出有光電子逸出, ,則光電子的最大初動(dòng)能取決則光電子的最大初動(dòng)能取決于入射光的于入射光的( () )A.A.頻率頻率B.B.強(qiáng)度強(qiáng)度C.C.照射時(shí)間照射時(shí)間D.D.光子數(shù)目光子數(shù)目【解析】【解析】選選A A。根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程。根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程E

5、 Ek k=h-W=h-W0 0可知可知, ,當(dāng)金當(dāng)金屬的極限頻率確定時(shí)屬的極限頻率確定時(shí), ,光電子的最大初動(dòng)能取決于入射光的頻光電子的最大初動(dòng)能取決于入射光的頻率率, ,與光照強(qiáng)度、照射時(shí)間、光子數(shù)目無關(guān)與光照強(qiáng)度、照射時(shí)間、光子數(shù)目無關(guān), ,選項(xiàng)選項(xiàng)A A對(duì)對(duì),B,B、C C、D D錯(cuò)。錯(cuò)?！局R(shí)梳理【知識(shí)梳理】1.1.光子說：在空間傳播的光是不連續(xù)的光子說：在空間傳播的光是不連續(xù)的, ,而是一份一份的而是一份一份的, ,每一每一份叫作一個(gè)光的能量子份叫作一個(gè)光的能量子, ,簡(jiǎn)稱光子簡(jiǎn)稱光子, ,光子的能量光子的能量=_=_。其中。其中h=6.63h=6.631010-34-34J Js

6、 s。( (稱為普朗克常量稱為普朗克常量) )2.2.逸出功逸出功W W0 0：使電子脫離某種金屬所做功的：使電子脫離某種金屬所做功的_。3.3.最大初動(dòng)能：發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)最大初動(dòng)能：發(fā)生光電效應(yīng)時(shí), ,金屬表面上的金屬表面上的_吸收光吸收光子后克服原子核的引力逸出時(shí)所具有的動(dòng)能的最大值。子后克服原子核的引力逸出時(shí)所具有的動(dòng)能的最大值。hh最小值最小值電子電子4.4.愛因斯坦光電效應(yīng)方程：愛因斯坦光電效應(yīng)方程：(1)(1)表達(dá)式：表達(dá)式：E Ek k=h=h-_-_。(2)(2)物理意義：金屬表面的電子吸收一個(gè)光子獲得的能量是物理意義：金屬表面的電子吸收一個(gè)光子獲得的能量是hh, ,這些能量的

7、一部分用來克服金屬的這些能量的一部分用來克服金屬的_,_,剩下的表剩下的表現(xiàn)為逸出后光電子的最大初動(dòng)能現(xiàn)為逸出后光電子的最大初動(dòng)能E Ek k=_=_。2ec1m v2W W0 0逸出功逸出功W W0 05.5.對(duì)光電效應(yīng)規(guī)律的解釋：對(duì)光電效應(yīng)規(guī)律的解釋：對(duì)應(yīng)規(guī)律對(duì)應(yīng)規(guī)律對(duì)規(guī)律的產(chǎn)生的解釋對(duì)規(guī)律的產(chǎn)生的解釋存在極限存在極限頻率頻率0 0電子從金屬表面逸出電子從金屬表面逸出, ,首先必須克服金屬原子首先必須克服金屬原子核的引力做功核的引力做功W W0 0, ,要使入射光子的能量不小于要使入射光子的能量不小于W W0 0, ,對(duì)應(yīng)的頻率對(duì)應(yīng)的頻率0 0=_,=_,即極限頻率即極限頻率光電子的最大光

8、電子的最大初動(dòng)能隨著入初動(dòng)能隨著入射光頻率的增射光頻率的增大而增大大而增大, ,與入與入射光強(qiáng)度無關(guān)射光強(qiáng)度無關(guān)電子吸收光子能量后電子吸收光子能量后, ,一部分克服阻礙作用做一部分克服阻礙作用做功功, ,剩余部分轉(zhuǎn)化為光電子的初動(dòng)能剩余部分轉(zhuǎn)化為光電子的初動(dòng)能, ,只有直只有直接從金屬表面飛出的光電子才具有最大初動(dòng)接從金屬表面飛出的光電子才具有最大初動(dòng)能能, ,對(duì)于確定的金屬對(duì)于確定的金屬,W,W0 0是一定的是一定的, ,故光電子的故光電子的最大初動(dòng)能只隨入射光的頻率增大而最大初動(dòng)能只隨入射光的頻率增大而_0Wh增大增大對(duì)應(yīng)規(guī)律對(duì)應(yīng)規(guī)律對(duì)規(guī)律的產(chǎn)生的解釋對(duì)規(guī)律的產(chǎn)生的解釋效應(yīng)具有效應(yīng)具有瞬時(shí)

9、性瞬時(shí)性光照射金屬時(shí)光照射金屬時(shí), ,電子吸收一個(gè)光子的能量后電子吸收一個(gè)光子的能量后, ,動(dòng)能立即增大動(dòng)能立即增大, ,不需要不需要_的過程的過程光較強(qiáng)時(shí)光較強(qiáng)時(shí)飽和電流大飽和電流大光較強(qiáng)時(shí)光較強(qiáng)時(shí), ,包含的光子數(shù)較多包含的光子數(shù)較多, ,照射金屬時(shí)產(chǎn)照射金屬時(shí)產(chǎn)生的生的_較多較多, ,因而飽和電流較大因而飽和電流較大積累能量積累能量光電子光電子【微點(diǎn)撥【微點(diǎn)撥】1.1.對(duì)光電效應(yīng)的四點(diǎn)提醒：對(duì)光電效應(yīng)的四點(diǎn)提醒：(1)(1)能否發(fā)生光電效應(yīng)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。不取決于光的強(qiáng)度而取決于光的頻率。(2)(2)光電效應(yīng)中的光電效應(yīng)中的“光光”不是特指可見光不

10、是特指可見光, ,也包括不可見光。也包括不可見光。(3)(3)逸出功的大小由金屬本身決定逸出功的大小由金屬本身決定, ,與入射光無關(guān)。與入射光無關(guān)。(4)(4)光電子不是光子光電子不是光子, ,而是電子。而是電子。2.2.波粒二象性的三個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)：波粒二象性的三個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)：(1)(1)光子表現(xiàn)為波動(dòng)性光子表現(xiàn)為波動(dòng)性, ,并不否認(rèn)光具有粒子性。并不否認(rèn)光具有粒子性。(2)(2)宏觀物體也具有波動(dòng)性。宏觀物體也具有波動(dòng)性。(3)(3)微觀粒子的波動(dòng)性與機(jī)械波不同微觀粒子的波動(dòng)性與機(jī)械波不同, ,微觀粒子的波是概率波。微觀粒子的波是概率波。考點(diǎn)考點(diǎn)1 1 光電效應(yīng)規(guī)律的理解光電效應(yīng)規(guī)律的理解 區(qū)分光電

11、效應(yīng)中的五組概念區(qū)分光電效應(yīng)中的五組概念1.1.光子與光電子：光子指光在空間傳播時(shí)的每一份能量光子與光電子：光子指光在空間傳播時(shí)的每一份能量, ,光子光子不帶電不帶電; ;光電子是金屬表面受到光照射時(shí)發(fā)射出來的電子光電子是金屬表面受到光照射時(shí)發(fā)射出來的電子, ,其本其本質(zhì)是電子。光子是光電效應(yīng)的因質(zhì)是電子。光子是光電效應(yīng)的因, ,光電子是果。光電子是果。深化深化理解理解 2.2.光電子的動(dòng)能與光電子的最大初動(dòng)能：光照射到金屬表面時(shí)光電子的動(dòng)能與光電子的最大初動(dòng)能：光照射到金屬表面時(shí), ,電子吸收光子的全部能量電子吸收光子的全部能量, ,可能向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)可能向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng), ,需克服原子核需克

12、服原子核和其他原子的阻礙而損失一部分能量和其他原子的阻礙而損失一部分能量, ,剩余部分為光電子的初剩余部分為光電子的初動(dòng)能動(dòng)能; ;只有金屬表面的電子直接向外飛出時(shí)只有金屬表面的電子直接向外飛出時(shí), ,只需克服原子核的只需克服原子核的引力做功的情況引力做功的情況, ,才具有最大初動(dòng)能。光電子的初動(dòng)能小于等才具有最大初動(dòng)能。光電子的初動(dòng)能小于等于光電子的最大初動(dòng)能。于光電子的最大初動(dòng)能。3.3.光電流和飽和光電流：金屬板飛出的光電子到達(dá)陽(yáng)極光電流和飽和光電流：金屬板飛出的光電子到達(dá)陽(yáng)極, ,回路回路中便產(chǎn)生光電流中便產(chǎn)生光電流, ,隨著所加正向電壓的增大隨著所加正向電壓的增大, ,光電流趨于一個(gè)

13、飽光電流趨于一個(gè)飽和值和值, ,這個(gè)飽和值是飽和光電流這個(gè)飽和值是飽和光電流, ,在一定的光照條件下在一定的光照條件下, ,飽和光飽和光電流與所加電壓大小無關(guān)。電流與所加電壓大小無關(guān)。4.4.入射光強(qiáng)度與光子能量：入射光強(qiáng)度指單位時(shí)間內(nèi)照射到金入射光強(qiáng)度與光子能量：入射光強(qiáng)度指單位時(shí)間內(nèi)照射到金屬表面單位面積上的總能量。屬表面單位面積上的總能量。5.5.光的強(qiáng)度與飽和光電流：飽和光電流與入射光強(qiáng)度成正比的光的強(qiáng)度與飽和光電流：飽和光電流與入射光強(qiáng)度成正比的規(guī)律是對(duì)頻率相同的光照射金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)而言的規(guī)律是對(duì)頻率相同的光照射金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)而言的, ,對(duì)于不對(duì)于不同頻率的光同頻率的光, ,由于

14、每個(gè)光子的能量不同由于每個(gè)光子的能量不同, ,飽和光電流與入射光強(qiáng)飽和光電流與入射光強(qiáng)度之間沒有簡(jiǎn)單的正比關(guān)系。度之間沒有簡(jiǎn)單的正比關(guān)系?！绢}組通關(guān)方案【題組通關(guān)方案】【典題【典題1 1】入射光照射到某金屬表面上發(fā)生光電效應(yīng)入射光照射到某金屬表面上發(fā)生光電效應(yīng), ,若入射光若入射光的強(qiáng)度減弱的強(qiáng)度減弱, ,而頻率保持不變而頻率保持不變, ,則則( () )A.A.從光照至金屬表面上到發(fā)射出光電子之間的時(shí)間間隔將明顯從光照至金屬表面上到發(fā)射出光電子之間的時(shí)間間隔將明顯增加增加B.B.逸出的光電子的最大初動(dòng)能將減小逸出的光電子的最大初動(dòng)能將減小C.C.單位時(shí)間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)目將減少單位

15、時(shí)間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)目將減少D.D.有可能不發(fā)生光電效應(yīng)有可能不發(fā)生光電效應(yīng)【典題解析【典題解析】選選C C。光電效應(yīng)的發(fā)生幾乎是瞬時(shí)的。光電效應(yīng)的發(fā)生幾乎是瞬時(shí)的, ,一般不超過一般不超過1010-9-9s,s,且與入射光的強(qiáng)度無關(guān)且與入射光的強(qiáng)度無關(guān),A,A錯(cuò)錯(cuò); ;光電子的最大初動(dòng)能與入射光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無關(guān)光的強(qiáng)度無關(guān), ,只隨著入射光頻率的增大而增大只隨著入射光頻率的增大而增大, ,入射光的強(qiáng)度入射光的強(qiáng)度減弱而頻率保持不變減弱而頻率保持不變, ,逸出的光電子的最大初動(dòng)能將不變逸出的光電子的最大初動(dòng)能將不變,B,B錯(cuò)錯(cuò); ;光強(qiáng)減弱光強(qiáng)減弱, ,單位時(shí)間內(nèi)入

16、射的光子數(shù)減少單位時(shí)間內(nèi)入射的光子數(shù)減少, ,則單位時(shí)間內(nèi)從金屬則單位時(shí)間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)目將減少表面逸出的光電子數(shù)目將減少,C,C對(duì)對(duì); ;只要入射光的頻率大于極只要入射光的頻率大于極限頻率就能產(chǎn)生光電效應(yīng)限頻率就能產(chǎn)生光電效應(yīng), ,入射光只是強(qiáng)度減弱而頻率保持不入射光只是強(qiáng)度減弱而頻率保持不變變, ,故仍能發(fā)生光電效應(yīng)故仍能發(fā)生光電效應(yīng),D,D錯(cuò)。錯(cuò)?！镜漕}【典題2 2】(2012(2012江蘇高考江蘇高考)A)A、B B兩種光子的能量之比為兩種光子的能量之比為21,21,它們都能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)它們都能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng), ,且所產(chǎn)生的光電子最大初且所產(chǎn)生的光電子最大

17、初動(dòng)能分別為動(dòng)能分別為E EA A、E EB B。求。求A A、B B兩種光子的動(dòng)量之比和該金屬的逸兩種光子的動(dòng)量之比和該金屬的逸出功。出功。【典題解析【典題解析】光子能量光子能量=h=h, ,動(dòng)量動(dòng)量p=p=且且=得得p=p=則則p pA AppB B=21=21A A照射時(shí)照射時(shí), ,光電子的最大初動(dòng)能光電子的最大初動(dòng)能E EA A=A A-W-W0 0。同理同理,E,EB B=B B-W-W0 0, ,解得解得W W0 0=E=EA A-2E-2EB B答案：答案：2121E EA A-2E-2EB Bh,cc，【加固訓(xùn)練【加固訓(xùn)練】1.1.硅光電池是利用光電效應(yīng)原理制成的器件硅光電池是

18、利用光電效應(yīng)原理制成的器件, ,下列表述正確的下列表述正確的是是( () )A.A.硅光電池是把光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N裝置硅光電池是把光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N裝置B.B.硅光電池中吸收了光子能量的電子都能逸出硅光電池中吸收了光子能量的電子都能逸出C.C.逸出的光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率無關(guān)逸出的光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率無關(guān)D.D.任意頻率的光照射到硅光電池上都能產(chǎn)生光電效應(yīng)任意頻率的光照射到硅光電池上都能產(chǎn)生光電效應(yīng)【解析【解析】選選A A。光電效應(yīng)是光。光電效應(yīng)是光( (包括不可見光包括不可見光) )照射金屬使其逸照射金屬使其逸出電子的現(xiàn)象出電子的現(xiàn)象, ,因此因此, ,硅光電池是把

19、光能轉(zhuǎn)化為電能的一種裝硅光電池是把光能轉(zhuǎn)化為電能的一種裝置置,A,A正確。根據(jù)光電效應(yīng)規(guī)律知正確。根據(jù)光電效應(yīng)規(guī)律知, ,大于極限頻率的光才能被金大于極限頻率的光才能被金屬中的電子吸收而發(fā)生光電效應(yīng)屬中的電子吸收而發(fā)生光電效應(yīng), ,跑向金屬內(nèi)部的電子并不能跑向金屬內(nèi)部的電子并不能飛出金屬飛出金屬,B,B、D D錯(cuò)誤。光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻率的增錯(cuò)誤。光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻率的增大而增大大而增大,C,C錯(cuò)誤。錯(cuò)誤。2.2.已知金屬銫的極限波長(zhǎng)為已知金屬銫的極限波長(zhǎng)為0.66m,0.66m,用用0.50m0.50m的光照射銫金的光照射銫金屬表面時(shí)發(fā)射光電子的最大初動(dòng)能為多少焦耳屬表面時(shí)

20、發(fā)射光電子的最大初動(dòng)能為多少焦耳? ?銫金屬的逸出銫金屬的逸出功為多少焦耳功為多少焦耳?(?(普朗克常量普朗克常量h=6.63h=6.631010-34-34J Js)s)【解析【解析】金屬銫發(fā)生光電效應(yīng)的極限頻率金屬銫發(fā)生光電效應(yīng)的極限頻率0 0= =金屬銫的逸出功金屬銫的逸出功W=hW=h0 0= =6.63=6.631010-34-34331010-19-19 J J由光電效應(yīng)方程由光電效應(yīng)方程E Ek k=h-W=h-W0 0= =6.63=6.631010-34-343 310108 8=9.6=9.61010-20-20 J J答案：答案：9.69.61010-20-20 J 3

21、J 31010-19-19 J J0c。0ch863 10J0.66 1000cc11hhhc()6611()J0.50 100.66 10【學(xué)科素養(yǎng)升華【學(xué)科素養(yǎng)升華】光電效應(yīng)的兩個(gè)決定關(guān)系光電效應(yīng)的兩個(gè)決定關(guān)系(1)(1)逸出功逸出功W W0 0一定時(shí)一定時(shí), ,入射光的頻率決定著能否產(chǎn)生光電效應(yīng)以入射光的頻率決定著能否產(chǎn)生光電效應(yīng)以及光電子的最大初動(dòng)能。及光電子的最大初動(dòng)能。(2)(2)入射光的頻率一定時(shí)入射光的頻率一定時(shí), ,入射光的強(qiáng)度決定著單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射入射光的強(qiáng)度決定著單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射出來的光電子數(shù)。出來的光電子數(shù)?？键c(diǎn)考點(diǎn)2 2 光電效應(yīng)的圖像分析光電效應(yīng)的圖像分析 對(duì)比對(duì)比分析

22、分析圖像名稱圖像名稱圖線形狀圖線形狀由圖線直接由圖線直接( (間接間接) )得到的物理量得到的物理量最大初動(dòng)能最大初動(dòng)能E Ek k與入射光與入射光頻率頻率的關(guān)的關(guān)系圖線系圖線極限頻率：圖線與極限頻率：圖線與軸軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)交點(diǎn)的橫坐標(biāo)c c逸出功：圖線與逸出功：圖線與E Ek k軸交軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)的值點(diǎn)的縱坐標(biāo)的值W W0 0=|-E|=E=|-E|=E普朗克常量：圖線的斜普朗克常量：圖線的斜率率k=hk=h顏色相同、顏色相同、強(qiáng)度不同的強(qiáng)度不同的光光, ,光電流與光電流與電壓的關(guān)系電壓的關(guān)系遏止電壓遏止電壓U Uc c：圖線與橫：圖線與橫軸的交點(diǎn)軸的交點(diǎn)飽和光電流飽和光電流I Im m：電

23、流的：電流的最大值最大值最大初動(dòng)能：最大初動(dòng)能：E Ekmkm=eU=eUc c圖像名稱圖像名稱圖線形狀圖線形狀由圖線直接由圖線直接( (間接間接) )得到的物理量得到的物理量顏色不同時(shí)顏色不同時(shí), ,光電流與電光電流與電壓的關(guān)系壓的關(guān)系遏止電壓遏止電壓U Uc1c1、U Uc2c2飽和光電流飽和光電流最大初動(dòng)能最大初動(dòng)能E Ek1k1=eU=eUc1c1,E,Ek2k2=eU=eUc2c2遏止電壓遏止電壓U Uc c與入射光頻與入射光頻率率的關(guān)系的關(guān)系圖線圖線截止頻率截止頻率c c：圖線與橫：圖線與橫軸的交點(diǎn)軸的交點(diǎn)遏止電壓遏止電壓U Uc c：隨入射光：隨入射光頻率的增大而增大頻率的增大而

24、增大普朗克常量普朗克常量h h：等于圖線：等于圖線的斜率與電子電量的乘積的斜率與電子電量的乘積, ,即即h=keh=ke。( (注：此時(shí)兩極之注：此時(shí)兩極之間接反向電壓間接反向電壓) )【題組通關(guān)方案【題組通關(guān)方案】【典題【典題3 3】(2011(2011福建高考福建高考) )愛因斯坦因提出愛因斯坦因提出了光量子概念并成功地解釋光電效應(yīng)的規(guī)律而了光量子概念并成功地解釋光電效應(yīng)的規(guī)律而獲得獲得19211921年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。某種金屬逸出光年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。某種金屬逸出光電子的最大初動(dòng)能電子的最大初動(dòng)能E Ekmkm與入射光頻率與入射光頻率的關(guān)系如的關(guān)系如圖所示圖所示, ,其中其中0 0為極限頻

25、率。從圖中可以確定為極限頻率。從圖中可以確定的是的是( () )A.A.逸出功與逸出功與有關(guān)有關(guān)B.EB.Ekmkm與入射光強(qiáng)度成正比與入射光強(qiáng)度成正比C.C.當(dāng)當(dāng)0 0時(shí)時(shí), ,會(huì)逸出光電子會(huì)逸出光電子D.D.圖中直線的斜率與普朗克常量有關(guān)圖中直線的斜率與普朗克常量有關(guān)【典題解析【典題解析】選選D D。金屬的逸出功與入射光的頻率。金屬的逸出功與入射光的頻率無關(guān)無關(guān), ,只與只與極限頻率極限頻率0 0有關(guān)有關(guān),A,A錯(cuò)錯(cuò); ;光電子的最大初動(dòng)能與入射光強(qiáng)度無關(guān)光電子的最大初動(dòng)能與入射光強(qiáng)度無關(guān), ,與入射光的頻率和金屬的逸出功有關(guān)與入射光的頻率和金屬的逸出功有關(guān),B,B錯(cuò)錯(cuò); ;當(dāng)入射光的頻率

26、小當(dāng)入射光的頻率小于極限頻率于極限頻率, ,不能發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象不能發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象,C,C錯(cuò)錯(cuò); ;據(jù)光電效應(yīng)方程據(jù)光電效應(yīng)方程E Ek k=h-W=h-W0 0可知可知, ,圖像的斜率即為普朗克常量圖像的斜率即為普朗克常量,D,D對(duì)。對(duì)?！镜漕}【典題4 4】(2013(2013浙江高考浙江高考) )小明用金屬銣為陰極的光電管觀小明用金屬銣為陰極的光電管觀測(cè)光電效應(yīng)現(xiàn)象測(cè)光電效應(yīng)現(xiàn)象, ,實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖甲所示。已知普朗克常實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖甲所示。已知普朗克常量量h=6.63h=6.631010-34-34J Js s。(1)(1)圖甲中電極圖甲中電極A A為光電管的為光電管的( (選填

27、選填“陰極陰極”或或“陽(yáng)極陽(yáng)極”););(2)(2)實(shí)驗(yàn)中測(cè)得銣的遏止電壓實(shí)驗(yàn)中測(cè)得銣的遏止電壓U Uc c與入射光頻率與入射光頻率之間的關(guān)系如之間的關(guān)系如圖乙所示圖乙所示, ,則銣的截止頻率則銣的截止頻率c c= = Hz,Hz,逸出功逸出功W W0 0= =J;J;(3)(3)如果實(shí)驗(yàn)中入射光的頻率如果實(shí)驗(yàn)中入射光的頻率=7.00=7.0010101414Hz,Hz,則產(chǎn)生的光電子則產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能的最大初動(dòng)能E Ek k= =J J。【典題解析【典題解析】(1)(1)由光電管的結(jié)構(gòu)知由光電管的結(jié)構(gòu)知,A,A為陽(yáng)極。為陽(yáng)極。(2)U(2)Uc c-圖像中橫軸的截距表示截止頻率圖像中

28、橫軸的截距表示截止頻率,c c=5.14=5.1410101414Hz,Hz,逸出功逸出功W W0 0=h=hc c=6.63=6.631010-34-345.145.1410101414J=3.41J=3.411010-19-19J J。(3)(3)由愛因斯坦的光電效應(yīng)方程由愛因斯坦的光電效應(yīng)方程E Ek k=h-W=h-W0 0=6.63=6.631010-34 -34 7.007.0010101414J-3.41J-3.411010-19-19J=1.23J=1.231010-19-19J J。答案：答案：(1)(1)陽(yáng)極陽(yáng)極(2)(5.12(2)(5.125.18)5.18)10101

29、414(3.39(3.393.43)3.43)1010-19-19(3)(1.21(3)(1.211.25)1.25)1010-19-19【加固訓(xùn)練【加固訓(xùn)練】1.1.研究光電效應(yīng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示研究光電效應(yīng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示, ,以頻率為以頻率為的光照的光照射光電管陰極射光電管陰極K K時(shí)時(shí), ,有光電子產(chǎn)生。由于光電管有光電子產(chǎn)生。由于光電管K K、A A間加的是反間加的是反向電壓向電壓, ,光電子從陰極光電子從陰極K K發(fā)射后將向陽(yáng)極發(fā)射后將向陽(yáng)極A A做減速運(yùn)動(dòng)。光電流做減速運(yùn)動(dòng)。光電流i i由圖中電流計(jì)由圖中電流計(jì)G G測(cè)出。反向電壓測(cè)出。反向電壓U U由電壓表由電壓表V

30、V測(cè)出測(cè)出, ,且遏止電壓為且遏止電壓為U U0 0。在下列表示光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)規(guī)律的圖像中。在下列表示光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)規(guī)律的圖像中, ,錯(cuò)誤的是錯(cuò)誤的是( () )【解析【解析】選選B B。當(dāng)反向電壓。當(dāng)反向電壓U U和入射光頻率和入射光頻率一定時(shí)一定時(shí), ,光電效應(yīng)光電效應(yīng)產(chǎn)生的光電子數(shù)與光強(qiáng)成正比產(chǎn)生的光電子數(shù)與光強(qiáng)成正比, ,則單位時(shí)間內(nèi)到達(dá)陽(yáng)極則單位時(shí)間內(nèi)到達(dá)陽(yáng)極A A的光電的光電子數(shù)與光強(qiáng)也成正比子數(shù)與光強(qiáng)也成正比, ,故光電流故光電流i i與光強(qiáng)與光強(qiáng)I I成正比成正比, ,所以選項(xiàng)所以選項(xiàng)A A正正確。由動(dòng)能定理得確。由動(dòng)能定理得-eU-eU0 0=0-E=0-Ek k, ,又因又因E

31、 Ek k=h-W=h-W0 0, ,所以可知遏止電所以可知遏止電壓壓U U0 0與頻率與頻率是線性關(guān)系是線性關(guān)系, ,但不是正比例關(guān)系但不是正比例關(guān)系, ,故選項(xiàng)故選項(xiàng)B B錯(cuò)誤。錯(cuò)誤。當(dāng)光強(qiáng)與入射光頻率一定時(shí)當(dāng)光強(qiáng)與入射光頻率一定時(shí), ,單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)及其單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)及其最大初動(dòng)能是一定的最大初動(dòng)能是一定的, ,所形成的光電流強(qiáng)度會(huì)隨反向電壓的增所形成的光電流強(qiáng)度會(huì)隨反向電壓的增大而減小大而減小, ,選項(xiàng)選項(xiàng)C C正確。根據(jù)光電效應(yīng)的瞬時(shí)性規(guī)律正確。根據(jù)光電效應(yīng)的瞬時(shí)性規(guī)律, ,可知選項(xiàng)可知選項(xiàng)D D正確。正確。2.2.從從19071907年起年起, ,美國(guó)物理學(xué)家密立根開始以精湛的技術(shù)測(cè)量光美國(guó)物理學(xué)家