4.2 光电效应 导学案 -2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

4.2 光电效应 1、理解光电效应的定义、光电子概念及四条实验规律。 2、掌握爱因斯坦光电效应方程，理解光子说。 3、明确截止频率、遏止电压、逸出功的含义及相互关系。 4、了解康普顿效应，知道光子具有动量，进一步证明光的粒子性。 1.普朗克能量子公式：=________。 2.黑体辐射的强度只与黑体的________有关。 3.光的干涉、衍射说明光具有________性。 1.光电效应现象（1）定义：在光的照射下，金属中的________从表面逸出的现象叫光电效应。（2）光电子：光电效应中发射出来的________，带________电。 2.光电效应的实验规律 （1）存在截止频率：入射光频率________截止频率时，不发生光电效应；不同金属截止频率________。 （2）存在饱和光电流：频率一定时，入射光越强，饱和光电流越________，说明单位时间内发射的光电子数越________。 （3）存在遏止电压：使光电流为零的________电压；遏止电压与入射光的________有关，与光强________。 （4）具有瞬时性：光电效应的发生几乎是________的，时间不超过。 3.逸出功 （1）定义：使电子脱离某种金属所做功的________。 （2）公式：________，只与金属________有关。 4.爱因斯坦光电效应理论 （1）光子说：光本身是由一个个不可分割的________组成的，频率为的光子能量为________。 （2）光电效应方程：。 （3）最大初动能与遏止电压关系：。 （4）截止频率条件：。 5. 康普顿效应 （1）现象：X 射线散射时，除原波长外，出现波长________的成分。 （2）结论：光子不仅具有能量，还具有________，公式p=________。 （3）意义：证实了光的________性，以及微观过程中________和________仍守恒。 1.太阳耀斑爆发是一种发生在太阳大气层中的剧烈太阳活动，2024年5月8日，太阳发生两次X射线强耀斑。若太阳辐射到地球表面的效率为，地球表面探测仪正对太阳的面积为S，探测仪到太阳中心的距离为L，探测仪单位时间内探测到X射线的光子数为n。已知普朗克常量为h，X射线波长为，光速为c，太阳均匀地向各个方向辐射X射线，则太阳辐射X射线的总功率为( ) A. B. C. D. 2.在光电效应实验中，用频率和强度都相同的单色光分别照射编号为1、2、3的金属，所得遏止电压如图所示，关于光电子最大初动能的大小关系正确的是( ) A. B. C. D. 3.一块带电锌板连接在验电器上，验电器指针张开，用灯照射锌板后验电器指针张角变小，则锌板初始所带电荷的性质以及照射锌板所用的灯分别是( ) A.负电，紫外灯 B.负电，红外灯 C.正电，紫外灯 D.正电，红外灯 4.一光电管的阴极用钾制成。把此光电管接入电路如图所示，现用紫外线射向阴极，滑动变阻器滑片位于中间位置，电流计G有示数，下列说法正确的是( ) A.只将滑动变阻器滑片P向右滑一定会使电流计G的指针偏转变大 B.只减小紫外线的强度可使电流计G的指针偏转变小 C.换用波长更长的红光照射阴极可使电流计G的指针偏转变大 D.若将电源正负极对调，电流计G的指针一定不偏转 答案及解析 温故知新·基础填空 温故——课前知识链接 1. 2.温度 3.波动 知新——课本研习梳理 1.（1）电子 （2）电子；负 2.（1）低于；不同（2）大；多（3）反向；频率；无关（4）瞬时 3.（1）最小值 （2）；种类 4.（1）光子；（2）（3）（4） 5.（1）变长（2）动量；（3）粒子；能量；动量 基础过关·课前自测 1.答案：B 解析：一个X射线的光子能量为，探测器单位时间内探测到的X射线的总能量为 单位时间内探测到的X射线的光子数为n，有 解得 故选B。 2.答案：B 解析:根据光电子最大初动能与遏止电压的关系 根据图像有 故； 故选B。 3.答案：A 解析：用验电器可以检测不同带电体所带电荷的种类和相对数量，一块带电锌板连接在验电器上，验电器指针张开，用灯照射锌板后验电器指针张角变小，说明锌板上带的电荷量减少，灯照射锌板发生光电效应，由于红外线频率较低，不能使锌板发生光电效应，因此应用紫外灯照射锌板，BD错误；锌板发生光电效应，表面逸出带负电的光电子，则锌板负电荷减少，又锌板上带的电荷量减少，可知锌板初始时带负电，A正确，C错误。 4.答案：B 解析：A.由电路图可知，光电管两端加的是正向电压（阳极A接高电势，阴极K接低电势）。当滑片P向右滑动时，阴极K的电势降低，光电管两端的正向电压增大。若此时光电流已达到饱和状态，增大电压光电流不再增大，电流计指针偏转角度不变；若未达到饱和，电流会增大。因此“一定会使指针偏转变大”说法错误，故A错误； B.在发生光电效应时，饱和光电流的大小与入射光的强度成正比。只减小紫外线的强度，单位时间内逸出的光电子数减少，光电流减小，电流计G的指针偏转变小，故B正确； C.红光的波长比紫外线长，频率比紫外线低，可能无法发生光电效应，电流计示数为零，故C错误； D.若将电源正负极对调，光电管两端加的是反向电压。只有当反向电压大于或等于遏止电压时，光电流才为零。若反向电压小于遏止电压，仍有部分光电子能到达阳极，电流计指针仍会偏转，故D错误。 故选B。 学科网（北京）股份有限公司 $