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什么是光電效應(yīng)?
金屬中的電子在光的照射下從金屬表面逸出的現(xiàn)象稱為光電效應(yīng),發(fā)射出的電子稱為光電子。
光電效應(yīng)四大定律
(1)每種金屬都有一個(gè)極限頻率。
(2)當(dāng)光照射到金屬表面時(shí),光電子幾乎是瞬時(shí)發(fā)射的。
(3)光電子的最大初始動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無關(guān),只隨著入射光的頻率而增加。
(4)光電流的強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度成正比。
光電效應(yīng)的五個(gè)概念
(1)光子和光電子:光子是指光在空間傳播時(shí)的每一種能量。 光子不帶電; 光電子是金屬表面受到光照射時(shí)發(fā)射的電子,其本質(zhì)是電子。 光子是因,光電子是果。
(2)光電子動(dòng)能和光電子最大初始動(dòng)能:金屬表面的電子只有直接飛出,只需克服原子核的引力做功,才能具有最大初始動(dòng)能。
(3)光電流和飽和光電流:從金屬板飛出的光電子到達(dá)陽(yáng)極,電路中產(chǎn)生光電流。 隨著施加的正向電壓增加,光電流趨于飽和值。 這個(gè)飽和度值就是飽和度。 光電流高中物理光電效應(yīng),在一定光照條件下,飽和光電流與外加電壓無關(guān)。
(4)入射光強(qiáng)度和光子能量:入射光強(qiáng)度是指單位時(shí)間內(nèi)照射到金屬表面單位面積上的總能量。
(5)光強(qiáng)度和飽和光電流:同頻率的光照射金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)。 入射光越強(qiáng),飽和光電流越大,但并不是簡(jiǎn)單的比例關(guān)系。
光電效應(yīng)的兩種對(duì)應(yīng)關(guān)系
(1)(頻率恒定)入射光強(qiáng)↑→光子數(shù)↑→發(fā)射光電子↑→光電流↑;
(2) 光子頻率↑→光子能量↑→光電子最大初始動(dòng)能↑。
理解愛因斯坦的光電效應(yīng)方程
(1)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek=hν-W0。
(2) 光電子的最大初始動(dòng)能Ek可以采用光電管實(shí)驗(yàn)方法測(cè)量,即Ek=eUc高中物理光電效應(yīng),其中Uc為抑制電壓。
實(shí)驗(yàn)電路圖如下。 陰極與負(fù)極相連,產(chǎn)生正電壓,光電子加速,電流增大。 電流代表最大數(shù)后,電壓和電流保持不變,即飽和電流; 陰極與正極相連產(chǎn)生反向電壓,電子減速。 當(dāng)電流代表的數(shù)字達(dá)到零時(shí),電壓值就是阻斷電壓。
(3)功函數(shù)W0與極限頻率νc的關(guān)系為W0=hνc。
光電效應(yīng)
光電效應(yīng)方程
我們來說說光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)
例子:
1、(多選)如圖所示,電路中各元件完好,但當(dāng)光線照射到光電管時(shí),敏感檢流計(jì)沒有電流通過。 原因可能是( )
A. 入射光太弱
B. 入射光的波長(zhǎng)太長(zhǎng)
C.點(diǎn)亮?xí)r間短
D、電源正負(fù)極接反
分析:如果入射光的波長(zhǎng)太長(zhǎng)且入射光的頻率低于截止頻率,則不能發(fā)生光電效應(yīng),故選項(xiàng)B正確; 電路中電源反向,光電管上加有反向電壓。 如果電壓超過停止電壓,則不會(huì)產(chǎn)生光電流,因此選項(xiàng)D是正確的。 答案:BD
2、如圖所示,當(dāng)一束一定強(qiáng)度、一定頻率的黃光照射在光電管陰極K上時(shí),滑塊P位于A、B的中點(diǎn),有電流流過電流表,則 ( )
A. 如果滑動(dòng)觸點(diǎn) P 向端子 B 移動(dòng),電流表讀數(shù)可能不會(huì)改變。
B、如果將滑動(dòng)觸頭P向端子A移動(dòng),電流表讀數(shù)肯定會(huì)增加。
C、若陰極K受到紅外線照射,電流表中將無電流流過。
D、若用相同強(qiáng)度的紫外光照射陰極K,電流表讀數(shù)不會(huì)變化。
分析:施加電壓使光電子加速到達(dá)陽(yáng)極,敏感電流表中有電流流過,可能處于飽和電流。 當(dāng)滑塊移動(dòng)到B端時(shí),電流表讀數(shù)可能不會(huì)改變; 當(dāng)滑塊移動(dòng)到A端時(shí),施加的電壓減小,光電流可能減小或保持不變,所以A是正確的,B是錯(cuò)誤的。 如果用紅外線照射陰極K,由于紅外線的頻率比可見光小,可能不會(huì)發(fā)生光電效應(yīng),電流表也可能不會(huì)沒有電流,所以C是錯(cuò)誤的。 如果用一束相同強(qiáng)度的紫外光照射陰極K,且紫外光的頻率大于可見光的頻率,則光子數(shù)會(huì)減少,電流表讀數(shù)會(huì)減少,所以D為錯(cuò)誤的。 選擇一個(gè)
3.(多選)1905年,愛因斯坦進(jìn)一步推廣了普朗克的量子化概念,成功解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象,并提出了光子理論。 與光電效應(yīng)有關(guān)的四幅圖像中,下列說法正確的是( )
A、圖1中,當(dāng)紫外線照射鋅板時(shí),發(fā)現(xiàn)驗(yàn)電器指針偏轉(zhuǎn),說明鋅板帶正電,驗(yàn)電器帶負(fù)電。
B、圖2中,從光電流與電壓的關(guān)系可以看出,當(dāng)電壓相同時(shí),光越強(qiáng),光電流越大,說明抑制電壓與光的強(qiáng)度有關(guān)。
C、圖3中,如果電子電荷用e、v1、vc表示,U1已知,則從Uc-v圖像中可以得到普朗克常數(shù)的表達(dá)式:
D、圖4中,從光電子最大初始動(dòng)能Ek與入射光頻率v的關(guān)系可知,金屬的功函數(shù)為E或hVc。
答案:光盤
