2017-2018学年（沪科版）高中物理选修3-5（同步课件+学业分层测评+教师用书）：2.2涅槃凤凰再飞翔 (3份打包)

学业分层测评 知识点一 知识点二 知识点三 2.2涅槃凤凰再飞翔 学 习 目 标 知 识 脉 络 1.知道光电效应中极限频率的概念及其与光的电磁理论的矛盾． 2．知道光子说及其对光电效应的解释．(重点) 3．掌握爱因斯坦光电效应方程并会用它来解决简单问题．(难点) 4．知道康普顿效应，知道康普顿效应进一步证实了光子的粒子性. 光 电 效 应 电子 电子 eq \o([先填空]) 1．光电效应定义 在光的照射下物体发射____的现象． 2．光电子 光电效应中发射出来的____． 光电效应 多么强 多长 产生 3．光电效应的实验规律 (1)各种金属都存在极限频率，每一种金属对应一种光的最小频率，称极限频率．只有当入射光的频率高于这个极限频率时，才会产生________．如果入射光频率低于这个极限频率，无论光______，照射时间____，都不会____光电效应． 增加 强度 强度 越大 越多 瞬时 1×10－9 s (2)光电子的最大初动能随着入射光频率的增加而____，与入射光的____无关． (3)当产生光电效应时，单位时间内从金属表面逸出的电子数与入射光的____有关，光的强度____，单位时间内逸出的电子数____． (4)入射光射到金属表面时，光电子的产生几乎是____的，不超过_________. eq \o([再判断]) 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．在发生光电效应的条件下，入射光强度越大，光电流越大．(√) eq \o([后思考]) 1．发生光电效应一定要用不可见光吗？ 【提示】不一定．发生光电效应的照射光，可以是可见光，也可以是不可见光，只要入射光的频率大于极限频率就可以了． 2．在光电效应中，只要光强足够大，就能发生光电效应吗？ 【提示】不能．能不能发生光电效应由入射光的频率决定，与入射光的强度无关． eq \o([核心点击]) 1．光子与光电子 光子指光在空间传播时的每一份能量，光子不带电，光电子是金属表面受到光照射时发射出来的电子，其本质是电子，光子是光电效应的因，光电子是果． 2．光电子的动能与光电子的最大初动能 光照射到金属表面时，光子的能量全部被电子吸收，电子吸收了光子的能量，可能向各个方向运动，需克服原子核和其他原子的阻碍而损失一部分能量，剩余部分为光电子的初动能；只有金属表面的电子直接向外飞出时，只需克服原子核的引力做功，才具有最大初动能．光电子的初动能小于或等于光电子的最大初动能． 3．光子的能量与入射光的强度 光子的能量即每个光子的能量，其值为E＝hν(ν为光子的频率)，其大小由光的频率决定．入射光的强度指单位时间内照射到金属表面单位面积上的总能量，入射光的强度等于单位时间内光子能量与入射光子数的乘积． 4．光电流和饱和光电流 金属板飞出的光电子到达阳极，回路中便产生光电流，随着所加正向电压的增大，光电流趋于一个饱和值，这个饱和值是饱和光电流，在一定的光照条件下，饱和光电流与所加电压大小无关． 5．光的强度与饱和光电流 饱和光电流与入射光强度成正比的规律是对频率相同的光照射金属产生光电效应而言的，对于不同频率的光，由于每个光子的能量不同，饱和光电流与入射光强度之间没有简单的正比关系． 1．(多选)如图2­2­1所示，用弧光灯照射锌板，验电器指针张开一个角度，则下列说法中正确的是 ( ) 图2­2­1 A．用紫外线照射锌板，验电器指针会发生偏转 B．用红光照射锌板，验电器指针会发生偏转 C．锌板带的是负电荷 D．锌板带的是正电荷 【解析】将擦得很亮的锌板与验电器连接，用弧光灯照射锌板(弧光灯发出紫外线)，验电器指针张开一个角度，说明锌板带了电，进一步研究表明锌板带正电．这说明在紫外线的照射下，锌板中有一部分自由电子从表面飞出，锌板带正电，选项A、D正确．红光不能使锌板发生光电效应． 【答案】AD 2．(多选)对光电效应的理解正确的是( ) A．金属钠的每个电子可以吸收一个或一个以上的光子，当它积累的动能足够大时，就能逸出金属 B．在光电效应中，一个电子只能吸收一个光子 C．如果入射光子的能量小于金属表面的电子克服原子核的引力而逸出时所需做的最小功，便不能发生光电效应 D．发生光电效应时，入射光越强，光子的能量就越大，光电子的最大初动能就越大 【解析】按照爱因斯坦的光子说，光子的能量由光的频率决定，与光强无关，入射光的频率越大，发生光电效应时产生的光电子的最大初动能越大；但要使电子离开金属，电子必须具有足够的动能，而电子增加的动能只能来源于照射光的光子能量，且一个电子只能吸收一个光子，不能同时吸收多个光子，所以光子的能量小于某一数值时便不能产生光电效应现象；