第四章 2 光电效应-【导与练】2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第三册同步全程学习全书word（人教版）

学科网书城画 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com● 您身边的互联网+教辅专家 2光电效应 [定位·学习目标] 1.通过实验，了解光电效应现象及其实验规律。 2.知道爱因斯坦光电效应方程及其意义，并能应用爱因斯坦光电效应 方程解释相关规律。 3.了解康普顿效应及其意义。 4.能根据实验结论说明光的波粒二象性。 探究·必备知识 知识点一光电效应的实验规律 ②探究新知 1.光电效应定义 照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出的现象。 2.光电子 光电效应中发射出来的电子。 3.光电效应的实验规律 (1)存在截止频率：当入射光的频率减小到某一数值V。时，光电流逍 失，表明已经没有光电子了，V。称为截止频率。这就是说，当入射光的 频率低于截止频率时不发生光电效应。 (2)存在着饱和电流：入射光强度一定，单位时间内阴极K发射的光电 子数一定。入射光越强，饱和电流越大，表明入射光越强，单位时间内 发射的光电子数越多。 ·独家授权侵权必究· 学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 (3)存在遏止电压：施加反向电压，使光电流减小到0的反向电压U。称 为遏止电压。 (4)光电效应具有瞬时性：当频率超过截止频率ⅴ。时，光电效应几乎 是瞬时发生的。 )想想议议 (教材第71页“问题”改编)一验电器与锌板相连，如图所示，用一紫 外线灯照射锌板，关灯后，验电器指针保持一定偏角。请思考： 验电器 锌板 紫外线灯 77 (1)在研究光电效应实验中，利用紫光照射锌板，无论光的强度如何变 化，验电器都有张角，而用红光照射锌板，无论光的强度如何变化，验 电器总无张角，这说明了什么？ (2)发生光电效应时，电路中饱和电流的大小取决于入射光的强度，这 种说法对吗？ (3)用光照射光电管且能产生光电效应，如果给光电管加上反向电压， 光电管中就没有电流了吗？ 答案：(1)说明存在截止频率，紫光的频率大于截止频率，红光的频率 小于截止频率。金属能否发生光电效应，取决于入射光的率，与入射 光的强度无关。 (2)对，在发生光电效应的条件下，入射光强度越大，饱和光电流越大。 ·独家授权侵权必究· 学科网书城画 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 (3)由于光电子具有一定的初速度，当所加的电压较小时，光电管中仍 然有电流，当所加电压大于或等于遏止电压时，电路中无电流。 知识点二光电效应经典解释中的疑难 探究新知 1.逸出功 使电子脱离某种金属，需要外界对它做功的最小值，叫作这种金属的 逸出功，用W。表示，不同金属的逸出功不同。 2.电磁理论能解释的实验结果 (1)光电效应的产生：当光照射金属表面时，电子会吸收光的能量。若 电子吸收的能量超过逸出功，电子就能从金属表面逸出，这就是光电 子。这样便产生了光电效应。 (2)光越强，逸出的电子数越多，光电流越大。 3.光电效应经典解释中的疑难 (1)存在截止频率：按照光的经典电磁理论，不管入射光的频率如何， 只要光足够强，电子都可以获得足够的能量从而逸出表面，不应存在 截止频率。 (2)遏止电压与光强无关：光越强，电子可获得更多的能量，光电子的 最大初动能也应该越大，所以遏止电压应与光强有关。 (3)光电效应是瞬时的：电子要从金属表面逸出，需要积累能量的时间， 但光电效应的发生几乎是瞬时的。 知识点三爱因斯坦的光子说 ·独家授权侵权必究 学科网书城 品牌书店·知名教捕·正版资源 b2 xxk.com○ 您身边的互联网+教辅专家 及光电效应方程 ②)探究新知 1.光子说 为了解释光电效应，必须假定电磁波本身的能量也是不连续的，即认 为光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的，频率为ⅴ的光的能 量子为hv,这些能量子称为光子。 2.爱因斯坦光电效应方程 (1)表达式：hv=E+W或Ekhv-Wo。 (2)物理意义：当光子照射到金属上时，它的能量可以被金属中的某个 电子全部吸收，金属中的电子吸收一个光子获得的能量是hv,在这些 能量中，一部分大小为W。的能量被电子用来脱离金属，剩下的是逸出 后电子的初动能。 3.对光电效应规律的解释 (1)光电效应方程表明，只有当hv>W时，光电子才可以从金属中逸出， V。兴就是光电效应的截止频率。 (2)该方程还表明，光电子的最大初动能Ek与入射光频率V有关，而与 光的强弱无关。 (③)电子一次性吸收光子的全部能量，不需要积累能量的时间，光电流 自然几乎是瞬时产生的。 (4)对于同种频率的光，光较强时，单位时间内照射到金属表面的光子 数较多，照射金属时产生的光电子较多，因而饱和电流较大。 )想想议议 ·独家授权侵权必究· 学科网书城画 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的