高中物理 模塊要點(diǎn)回眸 第16點(diǎn) 理解光電效應(yīng)方程的五個(gè)要點(diǎn)素材 教科版選修3-5(通用)
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高中物理 模塊要點(diǎn)回眸 第16點(diǎn) 理解光電效應(yīng)方程的五個(gè)要點(diǎn)素材 教科版選修3-5(通用)
第16點(diǎn) 理解光電效應(yīng)方程的五個(gè)要點(diǎn)
光電效應(yīng)方程:Ek=hν-W.
其中Ek=mev2為光電子的最大初動(dòng)能,W為金屬的逸出功.
要正確理解光電效應(yīng)方程需注意以下五點(diǎn):
1.式中Ek是光電子的最大初動(dòng)能,就某個(gè)光電子而言,其離開(kāi)金屬時(shí)的動(dòng)能大小可以是0~Ek范圍內(nèi)的任何數(shù)值.
2.光電效應(yīng)方程表明光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率ν呈線性關(guān)系(注意不是正比關(guān)系),與光強(qiáng)無(wú)關(guān).
3.逸出功W:電子從金屬中逸出所需要的克服束縛而消耗的能量的最小值,叫做金屬的逸出功.光電效應(yīng)中,從金屬表面逸出的電子消耗能量最少.
4.光電效應(yīng)方程包含了產(chǎn)生光電效應(yīng)的條件,即Ek=hν-W>0,亦即hν>W,ν>=ν0,而ν0=是金屬的極限頻率.
5.光電效應(yīng)方程實(shí)質(zhì)上是能量守恒方程.
對(duì)點(diǎn)例題 某金屬的逸出功為W,用波長(zhǎng)為λ的光照射金屬的表面,當(dāng)遏止電壓取某個(gè)值時(shí),光電流便被截止.當(dāng)光的波長(zhǎng)改變?yōu)樵ㄩL(zhǎng)的后,已查明使電流截止的遏止電壓必須增大到原值的η倍,試計(jì)算原入射光的波長(zhǎng)λ.
解題指導(dǎo) 利用eUc=hν-W,按題意可寫(xiě)出兩個(gè)方程:
eUc=h-W,以及eηUc=h-W,
兩式相減得(η-1)eUc=h(n-1).
再將上述第一式代入,便有(η-1)(h-W)=h(n-1).
λ=.
答案
難點(diǎn)釋疑 遏止電壓Uc與光電子的最大初動(dòng)能的關(guān)系為:Ek=eUc.
已知金屬銫的極限波長(zhǎng)為0.66 μm,用0.50 μm的光照射銫金屬表面發(fā)射光電子的最大初動(dòng)能為多少焦耳?銫金屬的逸出功為多少焦耳?
答案 9.78×10-20 J 3×10-19 J
解析 銫的逸出功為W=hν0=h
將c=3×108 m/s,h=6.63×10-34 J·s,λc=0.66×10-6 m代入上式可得W=3×10-19 J.
根據(jù)光電效應(yīng)方程得
Ek=hν-W=h-W
=6.63×10-34× J-3×10-19 J≈9.78×10-20 J.