光电效应习题(有答案)..

黑体辐射和能量子的理解

一、基础知识 1能量子

(1) 普朗克认为，带电微粒辐射或者吸收能量时，只能辐射或吸收某个最小能量值的整^_ 倍.即能量的辐射或者吸收只能是一份一份的.这个不可再分的最小能量值

£叫做能量子.

—34

⑵能量子的大小： 尸h v,其中v 是电磁波的频率，h 称为普朗克常量.h = 6.63X 10 J s ：

2、光子说：

空间传播的光的能量是不连续的，是一份一 £= h v 其中h 是普朗克常量，其值为 6.63X 10

二、练习

1、下列可以被电场加速的是 (B

A .光子

B .光电子

2、关于光的本性，下列说法中不正确的是(

A .光电效应反映光的粒子性

B. 光子的能量由光的强度所决定

C. 光子的能量与光的频率成正比 )

C . X 射线

D .无线电波

B )

D. 光在空间传播时，是不连续的，是一份一份的，每一份叫做一个光子

(1)定义：爱因斯坦 提出的大胆假设。内容是: 份的，每一份叫做一个光子.光子的能量为

—34

J S ：

对光电效应实验的理解

、基础知识(用光电管研究光电效应的规律)

1常见电路(如图所示)

2、两条线索

(1) 通过频率分析：光子频率高T光子能量大T产生光电子的最大初动能大.

(2) 通过光的强度分析：入射光强度大T光子数目多T产生的光电子多T光电流大.

3、遏止电压与截止频率

(1)遏止电压：使光电流减小到零的反向电压U c.

⑵截止频率：能使某种金属发生光电效应的最小频率叫做该种金属的截止频率(又叫极

限频率).不同的金属对应着不同的极限频率.

(3) 逸出功：电子从金属中逸出所需做功的最小值，叫做该金属的逸出功.

二、练习

1、如图所示，当开关S断开时，用光子能量为2.5 eV的一束光照射阴极

P,发现电流表读数不为零.合上开关，调节滑动变阻器，发现当电压表

读数小于0.60 V时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于0.60

V时，电流表读数为零.

(1)求此时光电子的最大初动能的大小；

⑵求该阴极材料的逸出功.

答案(1)0.6 eV (2)1.9 eV

解析设用光子能量为2.5 eV的光照射时，光电子的最大初动能为E km,阴极材料逸出功为W o

当反向电压达到U°= 0.60 V以后，具有最大初动能的光电子达不到阳极，因此eU°=

E km

1> - —

由光电效应方程知E km = h V—Wo

由以上二式得E km = 0.6 eV, W o= 1.9 eV.

2、如图所示是光电管的原理图，已知当有波长为?o的光照到阴

极K上时，电路中有光电流，则（说明：右侧为正极）

A •若换用波长为M乃〉砂的光照射阴极K时，电路中一定没有光电

流

B •若换用波长为h（hf的光照射阴极K时，电路中一定有光电流

C.增加电路中电源电压，电路中光电流一定增大

D •若将电源极性反接，电路中一定没有光电流产生

答案B

解析用波长为屍的光照射阴极K，电路中有光电流，说明入射光的频率大于金

c 属的极限频率，换用波长为入的光照射阴极K，因为乃＞心根据v=「可知，波长为入的光的频率不一定大于金属的极限频率，因此不一定能发生光电效应现象，A错误；同

理可以判断，B正确；光电流的大小与入射光的强度有关，在一定频率与强度的光照射

下，光电流与电压之间的关系为：开始时，光电流随电压U的增加而增大，当U增大

到一定程度时，光电流达到饱和值，这时即使再增大U ,在单位时间内也不可能有更多的光电

子定向移动，光电流也就不会再增加，即饱和光电流是在一定频率与强度的光照射下的最大光

电流，增大电源电压，若光电流达到饱和值，则光电流也不会增大，C错

误；将电源极性反接，若光电子的最大初动能大于光电管两极间电场力做的功，电路中仍有光电流产生，D错误.

3、（双选）如图所示,在研究光电效应的实验中，发现用一定频率的A单色光照射光电管时

电流表指针会发生偏转

而用另一频率的B单色光照射时不发生光电效应（AC ）

A.A光的频率大于B光的频率

B.B光的频率大于A光的频率

C.用A光照射光电管时流过电流表G的电流方向是a流向b

D.用A光照射光电管时流过电流表G的电流方向是b流向a

解析 由于光的频率相同，所以对应的反向截止电压相同，选项

4、如图所示，当电键 K 断开时，用光子能量为 2.5 eV 的一束光照射阴 极P ,发现电流表读数不为零。合上电键

K ，调节滑线变阻器，发现当电

压表读数小于0.60 V 时，电流表读数仍不为零；

当电压表读数大于或等于

0.60 V 时，电流表读数为零。由此可知阴极材料的逸出功为（

A ）

A . 1.9 eV

B . 0.6 eV

C . 2.5 eV

D . 3.1 eV

5、2009年诺贝尔物理学奖得主威拉德

博伊尔和乔治史密斯主要

成就是发明了电荷耦合器件 （CCD ）图象传感器.他们的发明利用了 爱因斯坦的光电效应原理.如图3所示电路可研究光电效应规律.

图

中标有A 和K 的为光电管，其中 K 为阴极，A 为阳极.理想电流 计可检测通过光电管的电流，

理想电压表用来指示光电管两端的电

压•现接通电源，用光子能量为

10. 5 eV 的光照射阴极 K ，电流

计中有示数；若将滑动变阻器的滑片

P 缓慢向右滑动，电流计的读数逐渐减小，当滑

至某一位置时电流计的读数恰好为零，读出此时电压表的示数为

6.0 V ;现保持滑片P

位置不变，光电管阴极材料的逸出功为 __________ ,若增大入射光的强度， 电流计的读数 _______ （选填“为零”或“不为零”）.（说明：左侧为正极）

解析根据当滑至某一位置时电流计的读数恰好为零，读出此时电压表的示数为 U =

6.0 V ，由动能定理得eU = E k ；由爱因斯坦光电效应方程有

E k = E — W 0,解得光电管阴

极材料的逸出功为 W o = 4.5 eV ;若增大入射光的强度，电流计的读数仍为零. 6、（2010 •苏单科12C （1））研究光电效应的电路如图所示.用频率相

同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板 （阴极K ），钠极板

发

射出的光电子被阳极

A 吸收，在电路中形成光电流.下列光电流

A 、

B 错误；发生光电

A B

C D