第6章 第1节 光电效应及其解释-【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（鲁科版）

品牌书店·知名教辅·正版资源 学科网书城^ 愿身边的互联网+数轴专家 b。1xXkCOm= 第6章|波粒二象性 第1节光电效应及其解释 [学习目标] 1.通过实验了解光电效应及极限频率和遏止电压的概念。 2.理解爱因斯坦对光电效应的解释，会用光电效应方程解决一些简单 问题。 3.知道光的波粒二象性，理解其对应统一的关系。 基础探究形成概念，掌授新知 ⑩知识梳理 知识点一光电效应 1.光电效应：在光的照射下电子从物体表面逸出的现象，称为光电效 应。逸出的电子称为光电子。 2.实验规律 (1)存在截止频率。 ①当入射光的频率低于某一频率时，光电流消失，不会产生光电效应， 这一频率称为极限频率。 ②极限频率与金属的种类有关。 ③只有当入射光的频率大于或等于极限频率，才会产生光电效应；若 入射光的频率小于极限频率，即使增加光的强度或照射时间，也不能 产生光电效应。 (2)光电效应具有瞬时性。 _______独家报权侵权必究_ 品牌书店·知名教辅·正版资源 学科网书城 躯身边的互联网+教辅专家 从光照射到金属表面至产生光电效应间隔的时间很短，通常在10^9s 内。 (3)存在饱和电流。 ①产生光电效应时，在光照强度不变的情况下，光电流随电压的增大 而增大当电流增大到一定值后，即使电压再增大，电流也不再增加， 达到一个饱和值，即为饱和电流。 ②在光频率不变的情况下，入射光越强，单位时间内逸出的电子数也 越多，饱和电流越大。 (4)存在遏止电压。 ①阴极逸出的光电子具有初动能，因此在外加电压调到零时仍有光电 流。如果施加反向电压，在电压较低时也还有光电流，只有当反向电压 大于某一值时，光电流才为零，这一电压值称为遏止电压。 ②遏止电压Uc与光电子最大初动能满足的关系为eUe→mv_m^2 ③光电子最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关。入 射光的频率越高，光电子的最大初动能越大。光电流与电压的关系曲 线如图所示。 知识点二光电效应的解释 1.光量子 ___独家授权侵权必究_ 学科网书城圆 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 为了解释光电效应，爱因斯坦发展了普朗克的能量不连续思想，提出 了光量子的概念。他认为，看似连续的光实际上是由数量有限的、分 立的光子组成的，每一个光子的能量为hv(h是普朗克常量，其值为 6.63×1034J·s,v是光的频率)。 2.爱因斯坦光电效应方程 (1)光照射到金属板时，光子将能量传递给电子，一个光子传递给一个 电子的能量为hv,并满足关系式hv=W±v2。式中，hv为一个光 子的能量：W为一个电子从金属表面逸出而必须做的功，称为逸出功： mv2为电子离开金属表面的最大初动能。 (2)电子最大初动能与光的频率ⅴ的关系曲线如图所示。 0 3.爱因斯坦光子理论对光电效应的解释 (1)电子吸收了光子的能量后，如果光子能量hv大于逸出功W,电子 就可逸出金属表面：如果光子能量hv小于逸出功W,电子则不能逸出 金属表面，即使增加光的强度或照射时间，也不能使电子逸出金属表 面。因为增大光的强度，只是增加了吸收光子能量的电子数，单个电子 吸收的光子能量仍为hⅴ，所以电子仍不能逸出金属表面；若增加光照 射的时间，因为一个电子吸收一个光子后，在极短的时间内就可把能 量传递给其他粒子，所以电子不可能通过能量积累逸出金属表面。 ·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 (2)只要光的频率大于或等于极限频率，电子吸收一个光子的能量就 可逸出金属表面，所以光照射到金属表面就可立即产生光电效应。 (3)光的强度增加，单位时间内到达金属表面的光子数增多，单位时间 内吸收光子的电子数增多，逸出金属表面的电子数也增多。 (4)尽管每种金属的逸出功是确定的，但电子吸收光子的能量后，向金 属表面运动经过的路径不同，中途损失的能量也不同，所以电子逸出 金属表面时的动能不同，直接从金属表面逸出的电子动能最大。 知识点三光的波粒二象性 1.光既有粒子的特征，又有波的特征，即光具有波粒二象性。 2.光波是一种概率波，光子出现在哪个位置，受概率支配。 3.光的波动性和粒子性不是均衡表现的，有时波动性表现得比较明显， 有时粒子性表现得比较明显。当光的波长较长时，光子的能量和动量 很小，波动性比较明显，波长越长，波动性越明显。光在与电子等物质 相互作用时更多地表现为粒子性，在传播过程中更多地表现为波动性。 ②思考与自测 1.思考判断 (1)任何频率的光照射到金属表面都可以发生光电效应。（×) (2)金属表面是否发生光电效应与入射光的强弱有关。(×) (③)入射光照射到金属表面上时，光电子几乎是瞬时发射的。（√） (4)光子数量越多，其粒子性