《物理 第四章 波粒二象性 4.1 量子概念的誕生 4.2 光電效應(yīng)與光的量子說(shuō) 教科版選修3-5》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《物理 第四章 波粒二象性 4.1 量子概念的誕生 4.2 光電效應(yīng)與光的量子說(shuō) 教科版選修3-5（59頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第四章波粒二象性1量子概念的誕生2光電效應(yīng)與光的量子說(shuō) 一、黑體與黑體輻射一、黑體與黑體輻射1.1.熱輻射熱輻射: :我們周圍的一切物體我們周圍的一切物體都在以都在以_的形式的形式向外輻射能量向外輻射能量, ,而且輻射強(qiáng)度隨波長(zhǎng)如何分布都與物而且輻射強(qiáng)度隨波長(zhǎng)如何分布都與物體的體的_有關(guān)。有關(guān)。2.2.黑體黑體: :能夠能夠_吸收外來(lái)電磁波而不發(fā)生反射的物體。吸收外來(lái)電磁波而不發(fā)生反射的物體。電磁波電磁波溫度溫度全部全部3.3.一般材料一般材料物體的輻射規(guī)律物體的輻射規(guī)律: :輻射電磁波的情況除與輻射電磁波的情況除與_有關(guān)外有關(guān)外, ,還與材料的種類及表面狀況有關(guān)。還與材料的種類及表面狀況有關(guān)

2、。4.4.黑體輻射黑體輻射: :加熱腔體加熱腔體, ,黑體表面就向外輻射黑體表面就向外輻射_的現(xiàn)象。的現(xiàn)象。溫度溫度電磁波電磁波【判一判判一判】(1)(1)只有高溫物體才向外輻射能量。只有高溫物體才向外輻射能量。( () )(2)(2)一切物體總是不停地向外輻射能量。一切物體總是不停地向外輻射能量。( () )(3)(3)黑體就是指黑顏色的物體。黑體就是指黑顏色的物體。( () )提示提示: :(1)(1)、(2)(2)一切物體都在以電磁波的形式向外輻一切物體都在以電磁波的形式向外輻射能量射能量, ,并不只有高溫物體才向外輻射能量并不只有高溫物體才向外輻射能量,(1),(1)錯(cuò)誤錯(cuò)誤, ,(2

3、)(2)正確。正確。(3)(3)黑體并不是指黑色物體黑體并不是指黑色物體, ,而是指能夠完全吸收入射而是指能夠完全吸收入射的各種波長(zhǎng)的電磁波而不發(fā)生反射的物體的各種波長(zhǎng)的電磁波而不發(fā)生反射的物體,(3),(3)錯(cuò)誤。錯(cuò)誤。二、能量子二、能量子1.1.定定義義: :普朗克認(rèn)為普朗克認(rèn)為, ,帶電微粒的能量只能是某一最小帶電微粒的能量只能是某一最小能量值能量值的的_,_,這個(gè)不可再分的最小能量值這個(gè)不可再分的最小能量值叫叫作作_。2.2.能量子大小能量子大小:=:=hh, ,其中其中是諧振動(dòng)的頻率是諧振動(dòng)的頻率,h,h稱為稱為_(kāi)常數(shù)。常數(shù)。h=6.626h=6.6261010-34-34J Js(

4、s(一般取一般取h=6.63h=6.631010-34-34J Js)s)。整數(shù)倍整數(shù)倍能量子能量子普朗克普朗克3.3.能量的量子化能量的量子化: :在微觀世界中在微觀世界中能量是能量是_的的, ,或者說(shuō)微觀粒子的能或者說(shuō)微觀粒子的能量是量是_的。的。量子化量子化分立分立三、光電效應(yīng)三、光電效應(yīng)1.1.光電效應(yīng)光電效應(yīng): :當(dāng)光照射在金屬表面上當(dāng)光照射在金屬表面上時(shí)時(shí), ,金屬中的金屬中的_會(huì)因吸收光的能量而逸出金屬表面的現(xiàn)象。會(huì)因吸收光的能量而逸出金屬表面的現(xiàn)象。2.2.光電子光電子: :光電效應(yīng)中發(fā)射出來(lái)的光電效應(yīng)中發(fā)射出來(lái)的_。電子電子電子電子3.3.光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律

5、: :(1)(1)入射光光強(qiáng)和光電入射光光強(qiáng)和光電流關(guān)系流關(guān)系: :光電流出現(xiàn)時(shí)光電流出現(xiàn)時(shí), ,入射光越入射光越強(qiáng)強(qiáng), ,單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)_,_,光電流越大。光電流越大。(2)_(2)_頻率頻率: :光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率有光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率有關(guān)關(guān), ,而與入射光的強(qiáng)弱無(wú)關(guān)而與入射光的強(qiáng)弱無(wú)關(guān), ,當(dāng)入射光的頻率低于截止當(dāng)入射光的頻率低于截止頻率時(shí)不能發(fā)生光電效應(yīng)。頻率時(shí)不能發(fā)生光電效應(yīng)。(3)(3)光電效應(yīng)具有光電效應(yīng)具有_:_:光電效應(yīng)幾乎是瞬時(shí)發(fā)生的光電效應(yīng)幾乎是瞬時(shí)發(fā)生的, ,從光照射到產(chǎn)生光電流的時(shí)間不超過(guò)從光照射到產(chǎn)生光電流

6、的時(shí)間不超過(guò)1010-9-9s s。越多越多截止截止瞬時(shí)性瞬時(shí)性【想一想想一想】光電效應(yīng)中發(fā)射出的光電子與一般原子中光電效應(yīng)中發(fā)射出的光電子與一般原子中的電子有區(qū)別嗎的電子有區(qū)別嗎? ?提示提示: :光電子是在光電效應(yīng)現(xiàn)象中光電子是在光電效應(yīng)現(xiàn)象中, ,從金屬表面發(fā)射出從金屬表面發(fā)射出來(lái)的電子來(lái)的電子, ,與一般原子中的電子沒(méi)有本質(zhì)的區(qū)別。與一般原子中的電子沒(méi)有本質(zhì)的區(qū)別。四、愛(ài)因斯坦的光電效應(yīng)方程四、愛(ài)因斯坦的光電效應(yīng)方程1.1.光子說(shuō)光子說(shuō): :光不僅在發(fā)射和吸收時(shí)能量是一份一份的光不僅在發(fā)射和吸收時(shí)能量是一份一份的, ,而且光本身就是由一個(gè)個(gè)不可分割的能量子組成的而且光本身就是由一個(gè)個(gè)不

7、可分割的能量子組成的, ,這這些能量些能量子被稱為子被稱為_(kāi),_,頻率頻率為為的光的能量子為的光的能量子為hh。光子光子2.2.愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程: :(1)(1)表達(dá)式表達(dá)式:_:_。(2)(2)物理意義物理意義: :金屬中電子吸收一個(gè)光子獲得的金屬中電子吸收一個(gè)光子獲得的能量是能量是hh, ,這些能量一部分用于克服金屬的這些能量一部分用于克服金屬的_,_,剩下剩下的的表現(xiàn)為逸出后光電子的動(dòng)能表現(xiàn)為逸出后光電子的動(dòng)能 mvmv2 2。21hmvW2 逸出功逸出功W W12【判一判判一判】(1)(1)光子就是光電子的簡(jiǎn)稱。光子就是光電子的簡(jiǎn)稱。( () )(2)(2)不同

8、頻率的光不同頻率的光, ,其光子能量是不同的。其光子能量是不同的。( () )(3)(3)同一頻率的光照射同一種金屬同一頻率的光照射同一種金屬, ,逸出的光電子的初逸出的光電子的初動(dòng)能相同。動(dòng)能相同。( () )提示提示: :(1)(1)光子是能量子光子是能量子, ,而光電子是電子而光電子是電子, ,它們是不同它們是不同的的,(1),(1)錯(cuò)誤。錯(cuò)誤。(2)(2)由由=hh可知可知, ,不同頻率的光不同頻率的光,不同不同, ,其光子能量其光子能量不同不同,(2),(2)正確。正確。(3)(3)同一頻率的光同一頻率的光, ,照射同一種金屬時(shí)照射同一種金屬時(shí), ,入射光子的能量入射光子的能量相同相

9、同, ,離表面越深的電子吸收光子后離表面越深的電子吸收光子后, ,克服金屬內(nèi)部的克服金屬內(nèi)部的引力做功越多引力做功越多, ,其逸出金屬時(shí)的初動(dòng)能越小其逸出金屬時(shí)的初動(dòng)能越小,(3),(3)錯(cuò)誤。錯(cuò)誤。知識(shí)點(diǎn)一、正確理解光電效應(yīng)中的四組概念知識(shí)點(diǎn)一、正確理解光電效應(yīng)中的四組概念思考探究思考探究: :如圖所示為研究光電效應(yīng)規(guī)律的電路圖如圖所示為研究光電效應(yīng)規(guī)律的電路圖, ,請(qǐng)思考下列問(wèn)請(qǐng)思考下列問(wèn)題題: :(1)(1)圖中的圖中的a a和和b b分別為什么粒子分別為什么粒子? ?(2)(2)變阻器滑動(dòng)頭向右移動(dòng)時(shí)變阻器滑動(dòng)頭向右移動(dòng)時(shí), ,電流表電流表G G的示數(shù)如何變化的示數(shù)如何變化? ?(3)

10、(3)當(dāng)當(dāng)a a的強(qiáng)度增加時(shí)的強(qiáng)度增加時(shí),b,b粒子的數(shù)目和電流表的示數(shù)如粒子的數(shù)目和電流表的示數(shù)如何變化何變化? ?【歸納總結(jié)歸納總結(jié)】1.1.光子與光電子光子與光電子: :光子指光在空間傳播時(shí)的每一份能量光子指光在空間傳播時(shí)的每一份能量, ,光子不帶電光子不帶電, ,光電子是金屬表面受到光照射時(shí)發(fā)射出來(lái)光電子是金屬表面受到光照射時(shí)發(fā)射出來(lái)的電子的電子, ,其本質(zhì)是電子其本質(zhì)是電子, ,光子是光電效應(yīng)的因光子是光電效應(yīng)的因, ,光電子是光電子是果。果。2.2.光電子的動(dòng)能與光電子的最大初動(dòng)能光電子的動(dòng)能與光電子的最大初動(dòng)能: :光照射到金屬光照射到金屬表面時(shí)表面時(shí), ,光子的能量全部被電子吸

11、收光子的能量全部被電子吸收, ,電子吸收了光子電子吸收了光子的能量的能量, ,可能向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)可能向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng), ,需克服原子核和其他原需克服原子核和其他原子的阻礙而損失一部分能量子的阻礙而損失一部分能量, ,剩余部分為光電子的初動(dòng)剩余部分為光電子的初動(dòng)能能; ;只有金屬表面的電子直接向外飛出時(shí)只有金屬表面的電子直接向外飛出時(shí), ,只需克服原只需克服原子核的引力做功子核的引力做功, ,才具有最大初動(dòng)能。光電子的初動(dòng)能才具有最大初動(dòng)能。光電子的初動(dòng)能小于或等于光電子的最大初動(dòng)能。小于或等于光電子的最大初動(dòng)能。3.3.光子的能量與入射光的強(qiáng)度光子的能量與入射光的強(qiáng)度: :光子的能量即每個(gè)光子光

12、子的能量即每個(gè)光子的能量的能量, ,其值為其值為=h(h(為光子的頻率為光子的頻率),),其大小由光其大小由光的頻率決定。入射光的強(qiáng)度指單位時(shí)間內(nèi)照射到金屬的頻率決定。入射光的強(qiáng)度指單位時(shí)間內(nèi)照射到金屬表面單位面積上的總能量表面單位面積上的總能量, ,入射光的強(qiáng)度等于單位時(shí)間入射光的強(qiáng)度等于單位時(shí)間內(nèi)光子能量與入射光子數(shù)的乘積。內(nèi)光子能量與入射光子數(shù)的乘積。4.4.光的強(qiáng)度與飽和光電流光的強(qiáng)度與飽和光電流: :飽和光電流與入射光強(qiáng)度成飽和光電流與入射光強(qiáng)度成正比的規(guī)律是對(duì)頻率相同的光照射金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)正比的規(guī)律是對(duì)頻率相同的光照射金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)而言的而言的, ,對(duì)于不同頻率的光對(duì)于不同頻率

13、的光, ,由于每個(gè)光子的能量不同由于每個(gè)光子的能量不同, ,飽和光電流與入射光強(qiáng)度之間沒(méi)有簡(jiǎn)單的正比關(guān)系。飽和光電流與入射光強(qiáng)度之間沒(méi)有簡(jiǎn)單的正比關(guān)系?！咎貏e提醒特別提醒】(1)(1)光電效應(yīng)的實(shí)質(zhì)是光現(xiàn)象轉(zhuǎn)化為電現(xiàn)象。光電效應(yīng)的實(shí)質(zhì)是光現(xiàn)象轉(zhuǎn)化為電現(xiàn)象。(2)(2)發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)發(fā)生光電效應(yīng)時(shí), ,飽和光電流與入射光的強(qiáng)度有關(guān)飽和光電流與入射光的強(qiáng)度有關(guān), ,要明確不同頻率的光、不同金屬與光電流的對(duì)應(yīng)關(guān)系。要明確不同頻率的光、不同金屬與光電流的對(duì)應(yīng)關(guān)系。【典例探究典例探究】【典例典例】用如圖所示的光電管研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中用如圖所示的光電管研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中, ,用某種頻率的單色光用某種頻

14、率的單色光a a照射光電管陰極照射光電管陰極K,K,電流計(jì)電流計(jì)G G的指的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。而用另一頻率的單色光針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。而用另一頻率的單色光b b照射光電管陰極照射光電管陰極K K時(shí)時(shí), ,電流計(jì)電流計(jì)G G的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn), ,那么那么( () )A.aA.a光的波長(zhǎng)一定大于光的波長(zhǎng)一定大于b b光的波長(zhǎng)光的波長(zhǎng)B.B.增加增加b b光的強(qiáng)度可能使電流計(jì)光的強(qiáng)度可能使電流計(jì)G G的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)C.C.用用a a光照射光電管陰極光照射光電管陰極K K時(shí)通過(guò)電流計(jì)時(shí)通過(guò)電流計(jì)G G的電流是由的電流是由d d到到c cD.D.只增加只增加a a光的強(qiáng)度可使通過(guò)電流計(jì)

15、光的強(qiáng)度可使通過(guò)電流計(jì)G G的電流增大的電流增大【思路點(diǎn)撥思路點(diǎn)撥】解答此類問(wèn)題時(shí)應(yīng)掌握以下兩點(diǎn)解答此類問(wèn)題時(shí)應(yīng)掌握以下兩點(diǎn): :(1)(1)發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)發(fā)生光電效應(yīng)時(shí), ,入射光的波長(zhǎng)必小于極限波長(zhǎng)。入射光的波長(zhǎng)必小于極限波長(zhǎng)。(2)(2)電流表電流表G G的示數(shù)大小與入射光強(qiáng)度的關(guān)系。的示數(shù)大小與入射光強(qiáng)度的關(guān)系?！菊_解答正確解答】選選D D。因單色光。因單色光b b照射光電管的陰極照射光電管的陰極K K時(shí)時(shí), ,沒(méi)有發(fā)生光電效應(yīng)沒(méi)有發(fā)生光電效應(yīng), ,故有故有a a b b, ,由由= = 可知可知, , a a b b,A,A錯(cuò)誤錯(cuò)誤; ;因電子的運(yùn)動(dòng)方向由因電子的運(yùn)動(dòng)方向由K K極

16、到極到A A極極, ,故通過(guò)故通過(guò)G G的電流方向?yàn)橛傻碾娏鞣较驗(yàn)橛蒫 c到到d,Cd,C錯(cuò)誤錯(cuò)誤; ;只增加只增加a a光的強(qiáng)度光的強(qiáng)度, ,從從K K極極發(fā)出的電子數(shù)增加發(fā)出的電子數(shù)增加, ,故通過(guò)電流表故通過(guò)電流表G G的電流增大的電流增大,D,D正確正確; ;電流表電流表G G的指針是否偏轉(zhuǎn)與的指針是否偏轉(zhuǎn)與b b光的強(qiáng)度大小無(wú)關(guān)光的強(qiáng)度大小無(wú)關(guān),B,B錯(cuò)誤。錯(cuò)誤。c【過(guò)關(guān)訓(xùn)練過(guò)關(guān)訓(xùn)練】1.(1.(多選多選)(2016)(2016全國(guó)卷全國(guó)卷)現(xiàn)用某一光電管進(jìn)行光電現(xiàn)用某一光電管進(jìn)行光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)效應(yīng)實(shí)驗(yàn), ,當(dāng)用某一頻率的光入射時(shí)當(dāng)用某一頻率的光入射時(shí), ,有光電流產(chǎn)生。有光電流產(chǎn)生。

17、下列說(shuō)法正確的是下列說(shuō)法正確的是( () )A.A.保持入射光的頻率不變保持入射光的頻率不變, ,入射光的光強(qiáng)變大入射光的光強(qiáng)變大, ,飽和光飽和光電流變大電流變大B.B.入射光的頻率變高入射光的頻率變高, ,飽和光電流變大飽和光電流變大C.C.入射光的頻率變高入射光的頻率變高, ,光電子的最大初動(dòng)能變大光電子的最大初動(dòng)能變大D.D.保持入射光的光強(qiáng)不變保持入射光的光強(qiáng)不變, ,不斷減小入射光的頻率不斷減小入射光的頻率, ,始始終有光電流產(chǎn)生終有光電流產(chǎn)生E.E.遏止電壓的大小與入射光的頻率有關(guān)遏止電壓的大小與入射光的頻率有關(guān), ,與入射光的光與入射光的光強(qiáng)無(wú)關(guān)強(qiáng)無(wú)關(guān)【解析解析】選選A A、C

18、 C、E E。保持入射光的頻率不變。保持入射光的頻率不變, ,入射光入射光的光強(qiáng)變大的光強(qiáng)變大, ,單位時(shí)間內(nèi)光電子變多單位時(shí)間內(nèi)光電子變多, ,飽和光電流變飽和光電流變大大,A,A對(duì)對(duì); ;據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程 =h=h-W-W0 0可知可知, ,入射光的頻率變高入射光的頻率變高, ,光電子的最大初動(dòng)能變大光電子的最大初動(dòng)能變大, ,飽和光飽和光電流不變電流不變,B,B錯(cuò)、錯(cuò)、C C對(duì)對(duì); ;當(dāng)當(dāng)h hW0,-W0,亦即亦即hh W,W, = =0 0, ,而而0 0= = 恰好恰好是光電效應(yīng)的截止頻率。是光電效應(yīng)的截止頻率。WhWh(4)E(4)Ekmkm-曲線。如

19、圖所示是光電子最大初動(dòng)能曲線。如圖所示是光電子最大初動(dòng)能E Ekmkm隨入隨入射光頻率射光頻率的變化曲線。這里的變化曲線。這里, ,橫軸上的截距是截止頻橫軸上的截距是截止頻率或極限頻率率或極限頻率; ;縱軸上的截距是逸出功的負(fù)值縱軸上的截距是逸出功的負(fù)值; ;斜率為斜率為普朗克常數(shù)。普朗克常數(shù)。2.2.光子說(shuō)對(duì)光電效應(yīng)的解釋光子說(shuō)對(duì)光電效應(yīng)的解釋: :(1)(1)飽和光電流與光強(qiáng)關(guān)系飽和光電流與光強(qiáng)關(guān)系: :光越強(qiáng)光越強(qiáng), ,包含的光子數(shù)越多包含的光子數(shù)越多, ,照射金屬時(shí)產(chǎn)生的光電子越多照射金屬時(shí)產(chǎn)生的光電子越多, ,因而飽和光電流越大。因而飽和光電流越大。所以所以, ,入射光頻率一定時(shí)入射

20、光頻率一定時(shí), ,飽和光電流與光強(qiáng)成正比。飽和光電流與光強(qiáng)成正比。(2)(2)存在截止頻率和遏止電壓存在截止頻率和遏止電壓: :愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程表明光電子的初動(dòng)能與入射光頻率成線性關(guān)系表明光電子的初動(dòng)能與入射光頻率成線性關(guān)系, ,與光強(qiáng)與光強(qiáng)無(wú)關(guān)無(wú)關(guān), ,所以遏止電壓由入射光頻率決定所以遏止電壓由入射光頻率決定, ,與光強(qiáng)無(wú)關(guān)。與光強(qiáng)無(wú)關(guān)。光電效應(yīng)方程同時(shí)表明光電效應(yīng)方程同時(shí)表明, ,只有只有hhWW時(shí)時(shí), ,才有光電子逸才有光電子逸出出,0 0= = 就是光電效應(yīng)的截止頻率。就是光電效應(yīng)的截止頻率。Wh(3)(3)光電效應(yīng)具有瞬時(shí)性光電效應(yīng)具有瞬時(shí)性: :電子一次性吸

21、收光子的全部電子一次性吸收光子的全部能量能量, ,不需要積累能量的時(shí)間不需要積累能量的時(shí)間, ,所以光電效應(yīng)幾乎是瞬所以光電效應(yīng)幾乎是瞬時(shí)發(fā)生的。時(shí)發(fā)生的。【特別提醒特別提醒】(1)(1)逸出功和截止頻率均由金屬本身決定逸出功和截止頻率均由金屬本身決定, ,與其他因素與其他因素?zé)o關(guān)。無(wú)關(guān)。(2)(2)光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻率的增大而增大光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻率的增大而增大, ,但不是正比關(guān)系。但不是正比關(guān)系?！镜淅骄康淅骄俊俊镜淅淅吭诠怆娦?yīng)實(shí)驗(yàn)中在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中, ,某金屬的截止頻率相應(yīng)的某金屬的截止頻率相應(yīng)的波長(zhǎng)為波長(zhǎng)為0 0, ,該金屬的逸出功為該金屬的逸出功為_(kāi)。若

22、用波長(zhǎng)為。若用波長(zhǎng)為(0 0) )的單色光做實(shí)驗(yàn)的單色光做實(shí)驗(yàn), ,則其遏止電壓為則其遏止電壓為_(kāi)。已知電子的電荷量、真空中的光速和普朗克常數(shù)分別已知電子的電荷量、真空中的光速和普朗克常數(shù)分別為為e e、c c和和h h?！舅悸伏c(diǎn)撥思路點(diǎn)撥】解答本題時(shí)可按以下思路分析解答本題時(shí)可按以下思路分析: :先由愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程計(jì)算出逸出功先由愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程計(jì)算出逸出功, ,再由遏止電再由遏止電壓與光電子最大初動(dòng)能的關(guān)系及光電效應(yīng)方程壓與光電子最大初動(dòng)能的關(guān)系及光電效應(yīng)方程, ,可求出可求出遏止電壓。遏止電壓。【正確解答正確解答】因?yàn)橐驗(yàn)閃=hW=h0 0= ,= ,eUeU= =E Ek k

23、, ,且且E Ek k= =h-W,h-W,= ,= ,所以所以U= U= 答案答案: : 0chc000()hc 11hc()ee 。0ch00()hce 【總結(jié)提升總結(jié)提升】運(yùn)用光電效應(yīng)方程解答問(wèn)題的技巧運(yùn)用光電效應(yīng)方程解答問(wèn)題的技巧應(yīng)用光電效應(yīng)方程討論問(wèn)題時(shí)應(yīng)把握應(yīng)用光電效應(yīng)方程討論問(wèn)題時(shí)應(yīng)把握: :(1)(1)極限頻率為極限頻率為0 0的光照射金屬對(duì)應(yīng)逸出電子的最大的光照射金屬對(duì)應(yīng)逸出電子的最大初動(dòng)能為零初動(dòng)能為零, ,逸出功逸出功W=hW=h0 0。(2)(2)某種金屬的逸出功是一定值某種金屬的逸出功是一定值, ,隨入射光頻率的增大隨入射光頻率的增大, ,光電子的最大初動(dòng)能增大。光電

24、子的最大初動(dòng)能增大?！具^(guò)關(guān)訓(xùn)練過(guò)關(guān)訓(xùn)練】1.(1.(多選多選) )產(chǎn)生光電效應(yīng)時(shí)產(chǎn)生光電效應(yīng)時(shí), ,關(guān)于逸出光電子的最大初動(dòng)關(guān)于逸出光電子的最大初動(dòng)能能E Ek k, ,下列說(shuō)法正確的是下列說(shuō)法正確的是( () )A.A.對(duì)于同種金屬對(duì)于同種金屬, ,E Ek k與照射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)與照射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)B.B.對(duì)于同種金屬對(duì)于同種金屬, ,E Ek k與照射光的波長(zhǎng)成反比與照射光的波長(zhǎng)成反比C.C.對(duì)于同種金屬對(duì)于同種金屬, ,E Ek k與光照射的時(shí)間成正比與光照射的時(shí)間成正比D.D.對(duì)于同種金屬對(duì)于同種金屬, ,E Ek k與照射光的頻率成線性關(guān)系與照射光的頻率成線性關(guān)系E.E.對(duì)于不同種金屬

25、對(duì)于不同種金屬, ,若照射光頻率不變?nèi)粽丈涔忸l率不變, ,E Ek k與金屬的逸與金屬的逸出功成線性關(guān)系出功成線性關(guān)系【解析解析】選選A A、D D、E E。由愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程。由愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程E Ek k=h=h-W-W0 0可知可知, ,E Ek k與照射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)與照射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān), ,選項(xiàng)選項(xiàng)A A正確正確; ;E Ek k與照射光的頻率與照射光的頻率成線性關(guān)系成線性關(guān)系, ,與波長(zhǎng)不是成反比的關(guān)與波長(zhǎng)不是成反比的關(guān)系系, ,選項(xiàng)選項(xiàng)B B錯(cuò)誤、錯(cuò)誤、D D正確正確; ;由于電子是一次性吸收光子的由于電子是一次性吸收光子的全部能量全部能量, ,E Ek k與光照射的時(shí)間無(wú)關(guān)

26、與光照射的時(shí)間無(wú)關(guān), ,選項(xiàng)選項(xiàng)C C錯(cuò)誤錯(cuò)誤; ;對(duì)于不對(duì)于不同金屬同金屬, ,若照射光的頻率不變?nèi)粽丈涔獾念l率不變, ,由光電效應(yīng)方程可知由光電效應(yīng)方程可知, ,E Ek k與金屬的逸出功成線性關(guān)系與金屬的逸出功成線性關(guān)系, ,選項(xiàng)選項(xiàng)E E正確。正確。2.(20152.(2015全國(guó)卷全國(guó)卷)在某次光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中在某次光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中, ,得到的遏得到的遏止電壓止電壓U Uc c與入射光的頻率與入射光的頻率的關(guān)系如圖所示的關(guān)系如圖所示, ,若該直線若該直線的斜率和截距分別為的斜率和截距分別為k k和和b,b,電子電荷量的絕對(duì)值為電子電荷量的絕對(duì)值為e,e,則則普朗克常量可表示為普朗克常量可

27、表示為_(kāi),_,所用材料的逸出功可所用材料的逸出功可表示為表示為_(kāi)?！窘馕鼋馕觥坑深}意可得由題意可得eUeUc c= = =hh-W,-W,變形為變形為U Uc c= ,= ,結(jié)合圖象可知結(jié)合圖象可知 =k, =-b,=k, =-b,所以所以h=h=ekek, ,W=-W=-ebeb。答案答案: :ekek- -ebeb2m1mv2hWeeheWe【溫馨提示溫馨提示】利用愛(ài)因斯坦的光子說(shuō)及光電效應(yīng)方程解釋光電效應(yīng)利用愛(ài)因斯坦的光子說(shuō)及光電效應(yīng)方程解釋光電效應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)規(guī)律是本部分知識(shí)的常考內(nèi)容?，F(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)規(guī)律是本部分知識(shí)的常考內(nèi)容。【拓展例題拓展例題】考查內(nèi)容考查內(nèi)容: :理解光電效應(yīng)理解光電效

28、應(yīng)( (多選多選)1905)1905年是愛(ài)因斯坦的年是愛(ài)因斯坦的“奇跡奇跡”之年之年, ,這一年他先這一年他先后發(fā)表了三篇具有劃時(shí)代意義的論文后發(fā)表了三篇具有劃時(shí)代意義的論文, ,其中關(guān)于光量子其中關(guān)于光量子的理論成功地解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象。關(guān)于光電效應(yīng)的理論成功地解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象。關(guān)于光電效應(yīng), ,下下列說(shuō)法正確的是列說(shuō)法正確的是( () )A.A.當(dāng)入射光的頻率低于極限頻率時(shí)當(dāng)入射光的頻率低于極限頻率時(shí), ,不能發(fā)生光電效應(yīng)不能發(fā)生光電效應(yīng)B.B.光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率成正比光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率成正比C.C.光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度成正比光電子的最大初動(dòng)能與入

29、射光的強(qiáng)度成正比D.D.某單色光照射一金屬時(shí)不發(fā)生光電效應(yīng)某單色光照射一金屬時(shí)不發(fā)生光電效應(yīng), ,改用波長(zhǎng)較改用波長(zhǎng)較短的光照射該金屬可能發(fā)生光電效應(yīng)短的光照射該金屬可能發(fā)生光電效應(yīng)【思路點(diǎn)撥思路點(diǎn)撥】解答本題應(yīng)明確以下兩點(diǎn)解答本題應(yīng)明確以下兩點(diǎn): :(1)(1)發(fā)生光電效應(yīng)的條件。發(fā)生光電效應(yīng)的條件。(2)(2)決定光電子最大初動(dòng)能的因素。決定光電子最大初動(dòng)能的因素?！菊_解答正確解答】選選A A、D D。根據(jù)光電效應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)規(guī)律。根據(jù)光電效應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)規(guī)律, ,只有入射光頻率大于極限頻率才能發(fā)生光電效應(yīng)只有入射光頻率大于極限頻率才能發(fā)生光電效應(yīng), ,故故A A、D D正確正確; ;根據(jù)光

30、電效應(yīng)方程根據(jù)光電效應(yīng)方程, ,最大初動(dòng)能與入射光頻率為最大初動(dòng)能與入射光頻率為線性關(guān)系線性關(guān)系, ,但非正比關(guān)系但非正比關(guān)系,B,B錯(cuò)錯(cuò); ;根據(jù)光電效應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)根據(jù)光電效應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)規(guī)律驗(yàn)規(guī)律, ,光電子的最大初動(dòng)能與入射光強(qiáng)度無(wú)關(guān)光電子的最大初動(dòng)能與入射光強(qiáng)度無(wú)關(guān),C,C錯(cuò)。錯(cuò)。玻爾理論與光電效應(yīng)規(guī)律的綜合玻爾理論與光電效應(yīng)規(guī)律的綜合1.1.根據(jù)玻爾理論可以確定大量氫原子能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)出根據(jù)玻爾理論可以確定大量氫原子能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)出的不同頻率光的條數(shù)及光子的能量值。的不同頻率光的條數(shù)及光子的能量值。2.2.根據(jù)愛(ài)因斯坦的光電效應(yīng)方程可以判斷根據(jù)愛(ài)因斯坦的光電效應(yīng)方程可以判斷, ,用輻射光照用

31、輻射光照射光電管能否發(fā)生光電效應(yīng)及產(chǎn)生的光電子的最大初射光電管能否發(fā)生光電效應(yīng)及產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能大小。動(dòng)能大小?！景咐故景咐故尽? (多選多選) )氫原子從氫原子從n=3n=3的能級(jí)躍遷到的能級(jí)躍遷到n=2n=2的的能級(jí)時(shí)輻射出的光子能級(jí)時(shí)輻射出的光子, ,恰能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)。大恰能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)。大量處于量子數(shù)量處于量子數(shù)n=4n=4能級(jí)狀態(tài)的氫原子能級(jí)狀態(tài)的氫原子, ,在向各較低的能在向各較低的能級(jí)狀態(tài)躍遷的過(guò)程中級(jí)狀態(tài)躍遷的過(guò)程中, ,則則( () )A.A.在躍遷的過(guò)程中在躍遷的過(guò)程中, ,只能發(fā)出三種不同頻率的光只能發(fā)出三種不同頻率的光B.B.除自除自n=3n

32、=3的能級(jí)躍遷到的能級(jí)躍遷到n=2n=2的能級(jí)輻射的光子外的能級(jí)輻射的光子外, ,還有還有四種不同頻率的光子可使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)四種不同頻率的光子可使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)C.C.從從n=4n=4的能級(jí)躍遷到的能級(jí)躍遷到n=1n=1的能級(jí)輻射的光子照射該金的能級(jí)輻射的光子照射該金屬屬, ,產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能最大產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能最大D.D.從從n=4n=4的能級(jí)躍遷到的能級(jí)躍遷到n=3n=3的能級(jí)輻射的光子的波長(zhǎng)最的能級(jí)輻射的光子的波長(zhǎng)最長(zhǎng)長(zhǎng)【正確解答正確解答】選選B B、C C、D D。大量處于。大量處于n=4n=4的能級(jí)狀態(tài)的的能級(jí)狀態(tài)的氫原子可釋放出氫原子可釋放出 =6=6種不

33、同頻率的光種不同頻率的光, ,其中由其中由n=4n=4的能級(jí)的能級(jí)向向n=3n=3的能級(jí)躍遷發(fā)出的光子能量比從的能級(jí)躍遷發(fā)出的光子能量比從n=3n=3的能級(jí)躍遷的能級(jí)躍遷到到n=2n=2的能級(jí)的光子能量小的能級(jí)的光子能量小, ,不能發(fā)生光電效應(yīng)不能發(fā)生光電效應(yīng), ,其他其他5 5種頻率的光均可發(fā)生光電效應(yīng)種頻率的光均可發(fā)生光電效應(yīng),B,B正確正確,A,A錯(cuò)誤錯(cuò)誤; ;從從n=4n=4的的能級(jí)躍遷到能級(jí)躍遷到n=1n=1的能級(jí)輻射的光子能量最大的能級(jí)輻射的光子能量最大, ,照射金屬照射金屬產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能最大產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能最大,C,C正確正確; ;由由hh= = 可可24Chc知知, ,從從n=4n=4的能級(jí)躍遷到的能級(jí)躍遷到n=3n=3的能級(jí)輻射的光子的波長(zhǎng)最的能級(jí)輻射的光子的波長(zhǎng)最長(zhǎng)長(zhǎng),D,D正確。正確。【易錯(cuò)分析易錯(cuò)分析】本題易錯(cuò)選項(xiàng)及錯(cuò)誤原因分析如下本題易錯(cuò)選項(xiàng)及錯(cuò)誤原因分析如下: :易錯(cuò)選項(xiàng)易錯(cuò)選項(xiàng)錯(cuò)誤原因錯(cuò)誤原因漏選漏選B B誤認(rèn)為誤認(rèn)為6 6種頻率的光均能使金屬發(fā)生光電種頻率的光均能使金屬發(fā)生光電效應(yīng)效應(yīng), ,沒(méi)有考慮發(fā)生光電效應(yīng)的條件沒(méi)有考慮發(fā)生光電效應(yīng)的條件漏選漏選D D誤認(rèn)為從誤認(rèn)為從n=4n=4的能級(jí)躍遷到的能級(jí)躍遷到n=3n=3的能級(jí)輻的能級(jí)輻射的光子的能量最小射的光子的能量最小, ,波長(zhǎng)也最短波長(zhǎng)也最短