4.2光电效应-【帮课堂】2023-2024学年高二物理同步学与练（人教版2019选择性必修第三册）

4.2 光电效应 知识点一、光电效应的实验规律 1．光电效应：照射到金属表面的光，能使金属中的 从表面逸出的现象． 2．光电子：光电效应中发射出来的 3光电效应的实验规律 (1)存在 频率：当入射光的频率低于截止频率时 (填“能”或“不”)发生光电效应． (2)存在 电流：在光的频率不变的情况下，入射光越强，饱和电流越 (3)存在 电压：使光电流减小到 的反向电压Uc，且满足mevc2＝eUc. (4)光电效应具有瞬时性：光电效应几乎是瞬时发生的． 知识点二、爱因斯坦的光电效应理论 光子：光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的，频率为ν的光的能量子为 ，其中h为普朗克常量．这些能量子后来称为 2．逸出功：使电子脱离某种金属，外界对它做功的 值，用W0表示．不同种类的金属，其逸出功的大小 (填“相同”或“不相同”)． 3．爱因斯坦光电效应方程 (1)表达式：hν＝ 或Ek＝ . (2)物理意义：金属中电子吸收一个光子获得的能量是 ，在这些能量中，一部分大小为W0的能量被电子用来脱离金属，剩下的是逸出后电子的 . (3)Uc与ν、W0的关系 ①表达式：Uc＝ν－. ②图像：Uc－ν图像是一条斜率为的直线． 光电效应现象和光电效应方程的应用 (1)能否发生光电效应，不取决于光的强度而取决于光的频率. (2)光电效应中的“光”不是特指可见光，也包括不可见光. (3)逸出功的大小由金属本身决定，与入射光无关. (4)光电子不是光子，而是电子. 2.两条对应关系 (1)光强大→光子数目多→发射光电子多→光电流大； (2)光子频率高→光子能量大→光电子的最大初动能大. 3.三个关系式 (1)爱因斯坦光电效应方程：Ek＝hν－W0. (2)最大初动能与遏止电压的关系：Ek＝eUc. (3)逸出功与极限频率的关系W0＝hνc. 光电效应图象四类图象 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与入射光频率ν的关系图线 ①极限频率：图线与ν轴交点的横坐标νc ②逸出功：图线与Ek轴交点的纵坐标的值的绝对值W0＝|－E|＝E ③普朗克常量：图线的斜率k＝h 颜色相同、强度不同的光，光电流与电压的关系 ①遏止电压Uc：图线与横轴的交点 ②饱和光电流Im：光电流的最大值 ③最大初动能：Ek＝eUc 颜色不同时，光电流与电压的关系 ①遏止电压Uc1、Uc2 ②饱和光电流 ③最大初动能Ek1＝eUc1，Ek2＝eUc2 遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图线 ①极限频率νc：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荷量的乘积，即h＝ke.(注：此时两极之间接反向电压) 知识点三、康普顿效应 (1)光的散射 光子在介质中与 相互作用，因而传播方向 ，这种现象叫作光的散射。 (2)康普顿效应 美国物理学家康普顿在研究石墨对X射线的散射时，发现在散射的X射线中，除了与入射波长λ0相同的成分外，还有波长 λ0的成分，这个现象称为康普顿效应。 (3)康普顿效应的意义 康普顿效应表明光子除了具有能量之外，还具有动量，深入揭示了光的 的一面。 (4)光子的动量 ①表达式：p＝。 ②说明：在康普顿效应中，入射光子与晶体中电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，光子的动量变小。因此，有些光子散射后波长 。 知识点四、光的波粒二象粒 (1)光的干涉和衍射现象说明光具有 ， 和 效应说明光具有粒子性。 (2)光子的能量ε＝ ，光子的动量p＝。 [例题1] 如图，将洁净的锌板用导线连接在验电器上，用紫外线灯照射锌板时，观察到验电器指针发生偏转。此时（　　） A．有光电子从锌板表面逸出，验电器带正电 B．有光电子从锌板表面逸出，验电器带负电 C．有正离子从锌板表面逸出，验电器带正电 D．有正离子从锌板表面逸出，验电器带负电 [例题2] （2022春•肇庆月考）如图甲所示，阴极K和阳极A是密封在真空玻璃管中的两个电极，阴极K在受到光照时能够发射光电子。阴极K与阳极A之间电压U的大小可以调整，电源的正负极也可以对调。闭合开关后，阳极A吸收阴极K发出的光电子，在电路中形成光电流。现分别用蓝光、弱黄光、强黄光照射阴极K，形成的光电流与电压的关系图像如图乙示，图中a、b、c光依次为（　　） A．蓝光