2017-2018學(xué)年同步備課套餐之物理粵教版選修3-5講義：模塊要點回眸 第9點

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精第9點理解光電效應(yīng)方程的五個要點光電效應(yīng)方程:hν＝eq\f(1,2）mveq\o\al(2,max)＋W0。其中eq\f（1,2）mveq\o\al(2,max)為光電子的最大初動能,W0為金屬的逸出功．要正確理解光電效應(yīng)方程需注意以下五點：（1)式中eq\f(1,2）mveq\o\al(2，max)是光電子的最大初動能，就某個光電子而言，其離開金屬時的動能大小可以是0～eq\f(1，2）mveq\o\al（2，max)范圍內(nèi)的任何數(shù)值．（2）光電效應(yīng)方程表明光電子的最大初動能與入射光的頻率ν呈線性關(guān)系（注意不是正比關(guān)系)，與光強無關(guān)．(3)逸出功W0：電子從金屬中逸出所需要克服束縛而消耗的能量的最小值,叫做金屬的逸出功．光電效應(yīng)中，從金屬表面逸出的電子消耗能量最少．(4）光電效應(yīng)方程包含了產(chǎn)生光電效應(yīng)的條件，即eq\f（1，2）mveq\o\al（2，max)＝hν－W0>0，亦即hν>W0，ν〉eq\f（W0,h）＝ν0，而ν0＝eq\f(W0,h）是金屬的極限頻率．(5）光電效應(yīng)方程實質(zhì)上是能量守恒方程．對點例題某金屬的逸出功為W0，用波長為λ的光照射該金屬的表面，當遏止電壓取某個值時，光電流便被截止．當光的波長改變?yōu)樵ㄩL的eq\f(1，n)后，已查明使電流截止的遏止電壓必須增大到原值的η倍，試計算原入射光的波長λ.解題指導(dǎo)利用eU0＝hν－W0,按題意可寫出兩個方程：eU0＝heq\f(c，λ)－W0，以及eηU0＝heq\f（nc，λ）－W0，兩式相減得（η－1)eU0＝heq\f(c,λ）（n－1）．再將上述第一式代入，便有（η－1）(heq\f(c，λ）－W0）＝heq\f（c,λ）(n－1)．λ＝eq\f(hcη－n，W0η－1).答案eq\f(hcη－n,W0η－1)難點釋疑遏止電壓U0與光電子的最大初動能的關(guān)系為：eq\f（1,2)mveq\o\al(2，max）＝eU0.1．(多選）在光電效應(yīng)實驗中，波長為λ1的光恰好能使金屬P發(fā)生光電效應(yīng)，波長為λ2的光恰好能使金屬Q(mào)發(fā)生光電效應(yīng)，已知波長λ1>λ2,下列選項A、B是兩種金屬的光電子最大初動能Ek與入射光頻率ν的圖象;選項C、D是用甲光照射金屬P、乙光照射金屬Q(mào)的光電流I與光電管兩端電壓U的關(guān)系圖象,已知甲、乙兩束光的頻率ν甲>ν乙,則下列選項中正確的是(）答案AD解析根據(jù)光電效應(yīng)方程知Ek＝hν－W0＝hν－h(huán)ν0知，圖線的斜率表示普朗克常量．橫軸截距表示最大初動能為零時的入射光頻率，已知波長λ1>λ2，所以ν1<ν2,因此Q的橫軸截距大,A正確，B錯誤；光電流I與光電管兩端電壓U的關(guān)系圖象與電壓軸交點表示遏止電壓，因eU0＝hν－h(huán)ν0，由于兩束光的頻率ν甲>ν乙,所以P的遏止電壓大，故D正確，C錯誤．2．從1907年起,美國物理學(xué)家密立根開始以精湛的技術(shù)測量光電效應(yīng)中幾個重要的物理量．他通過如圖1甲所示的實驗裝置測量某金屬的遏止電壓U0與入射光頻率ν，作出U0－ν的圖象如圖乙所示，由此算出普朗克常量h，并與普朗克根據(jù)黑體輻射測出的h相比較，以檢驗愛因斯坦方程的正確性．圖中頻率ν1、ν2，遏止電壓U01、U02及電子的電荷量e均為已知，求：甲乙圖1(1)普朗克常量h；（2)該金屬的截止頻率ν0。答案（1)eq\f(eUc2－Uc1,ν2－ν1)(2)eq\f(Uc2ν1－Uc1ν2,Uc2－Uc1）解析根據(jù)愛因斯光電效應(yīng)方程hν＝eq\f（1，2）mveq\o\al（2,max）＋W0及動能定理eU0＝eq\f(1,2）mveq\o\al（2,max）得U0＝eq\f(h，e）ν－eq\f(h,e）ν0結(jié)合圖象知k＝eq\f(h，e)＝eq\f（U02－U01，ν2－ν1)＝eq\f(U01，ν1－ν0）普朗克常量h＝eq\f（eU02－U01,ν2－ν1)，ν0＝eq\f(U02ν1－U01ν2，U02