光电效应现象
光电效应结论
光电效应结论
光电效应是指当光线射到金属表面时，其中的光子能量可以被金属中的电子吸收，使得这些电子从金属中脱离出来，形成自由的电子，同时金属会带有正电荷，这种现象称为光电效应。
光电效应的结论包括以下几点：
1. 光电效应的发生需要光子能量大于金属表面的解离能。
2. 光电效应是瞬时发生的，因为光子能量全部被转移给了电子。
3. 光电子的动能与入射光的频率有关，与入射光强度无关。
4. 光电效应的研究揭示出了光的粒子性质和相对论的部分真相。
5. 光电效应在电子学、光学及半导体等领域有着广泛的应用。
光电效应
用弧光灯照射擦得很亮的 不带电的锌板，(注意用 导线与不带电的验电器相 连），现象：验电器指针 出现张角；当验电器张角 增大到约为 30度时，再用 与丝绸磨擦过的玻璃棒去 靠近锌板，则验电器的指 针张角会变大。
表明锌板在射线照射下失去电子而带正电
1.定义： 在光(包括不可见光)的照射下，从金属表面逸
精确 实验 结论
当入射光的频率大于截止频率时，光 电流强度释光电效 应中前面几个结论、使光的 波动说遇到了无法克服的困 难，爱因斯坦在普朗克研究 的基础上，根据能量守恒定 律,提出“光量子”概念。简 称光子。他认为每一个光子 的能量为E =hv，h叫普朗克 常量，v为光的频率。 爱因斯坦 （1879—1955）
甲
实 验 结 果
即使入射光强度非常弱，只要入射光频 率大于极限频率，电流表指针也几乎随着入 射光照射立即偏转，精确实验表明，光电子 发射至光电流产最多相差10-9秒。
4、光电流强度的决定
按图装置，移动P使伏特表有一定 读数，用一定强度的光照射K，电流表 中有一定读数，这时改变K、A之间的 电压，使其增大，电流表显示光电流 在增大。但是，当K、A间电压足够大 后，电流表读数不再改变，这就是饱 和光电流。表明光电效应中产生的光 电子已能全部到达A极。所以升高电压 电流也不会再增大。此时若再增大照 射光强度，光电流会随之增大。
实 验 结 论
截止频率取决 于金属自身
任何一种金属，都有一个截止频率，入射光的频率必 须大于这个截止频率才能产生光电效应，低于这个频率的 光，无论光强怎样大，照射时间多长，也不能产生光电效 应。
2、光电子最大初动能
(1)最大初动能的概念 (2)最大初动能的测定 (3)最大初动能的结论
(1)最大初动能的概念
光电效应
1.光子：
2.爱因斯坦的光电效应方程
一个电子吸收一个光子的能量hν后，一部分能
量用来克服金属的逸出功W0，剩下的表现为逸 出后电子的初动能Ek，即：
h Ek W0
或 Ek h W0
Ek
1 2
mevc2
——光电子最大初动能
W0
——金属的逸出功
四.爱因斯坦的光量子假设
3.光子说对光电效应的解释
3、光电子的最大初动能
从阴极出发的光电子的最大初动能与入射光的频率成 线性关系。
由于电子受到金属表面层的引 力作用，电子要从金属中挣脱出 来，必须克服这个引力做功。使 电子脱离某种金属所做功的最小 值，叫做这种金属的逸出功。
最大初动能=电子吸收的能量-逸出功
存在遏止电压UC：使光电流减小到零的反向电压
以上三个结论都与实验结果相矛盾的，所以 无法用经典的波动理论来解释光电效应。
四.爱因斯坦的光量子假设
1.光子：
光本身就是由一个个不可分
爱 的爱 了光因启因斯子斯发坦说坦，他从割的普提的 光朗出能 的：克量 能的子 量能组 子量成 为子的h说ν。，中这频得些率到能为ν
量子后来被称为光子。
E h
四.爱因斯坦的光量子假设
C.在光电效应中，饱和光电流的大小与入射光 的频率无关
D.任何一种金属都有一个极限频率，低于这个 频率的光不能发生光电效应
二.光电效应的实验规律
（1）存在饱和电流
光照不变，增大UAK，A表中电流达到 某一值后不再增大，即达到饱和值。
在光照条件一定时，单位时间内K发 射的电子数目是一定的。
实验表明：
三.光电效应解释中的疑难
1 .逸出功W0
温度不很高时，电子不能大量逸出，是由于受到 金属表面层的引力作用，电子要从金属中挣脱出 来，必须克服这个引力做功。
光电效应
一．对光电效应实验规律，方程以及图像的考查1.光电效应现象光电效应：在光的照射下金属中的电子从金属表面逸出的现象，叫做光电效应，发射出来的电子叫做.2.光电效应规律(1)每种金属都有一个.(2)光子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光的频率增大而增大.(3)光照射到金属表面时，光电子的发射几乎是的.(4)光电流的强度与入射光的成正比.(1)光子说：空间传播的光的能量是不连续的，是一份一份的，每一份叫做一个光子.光子的能量为ε＝hν，其中h是普朗克常量，其值为6.63×10－34 J·s.(2)光电效应方程：.其中hν为入射光的能量，E k为光电子的最大初动能，W0是金属的逸出功.4.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.(2)截止频率：能使某种金属发生光电效应的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，叫做该金属的逸出功.1.1905年是爱因斯坦的“奇迹”之年，这一年他先后发表了三篇具有划时代意义的论文，其中关于光量子的理论成功的解释了光电效应现象.关于光电效应，下列说法正确的是（AD ）A.当入射光的频率低于极限频率时，不能发生光电效应B.光电子的最大初动能与入射光的频率成正比C.光电子的最大初动能与入射光的强度成正比D.某单色光照射一金属时不发生光电效应，改用波长较短的光照射该金属可能发生光电效应2.用光照射某种金属，有光电子从金属表面逸出，如果光的频率不变，而减弱光的强度则A.逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能不变B.逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能减小C.逸出的光电子数不变，光电子的最大初动能减小D.光的强度减弱到某一数值，就没有光电子逸出了3.关于光电效应的规律，下列说法中正确的是(D)A.只有入射光的波长大于该金属的极限波长，光电效应才能产生B.光电子的最大初动能跟入射光强度成正比C.发生光电效应的反应时间一般都大于10－7 sD.发生光电效应时，单位时间内从金属内逸出的光电子数目与入射光强度成正比4.如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线(直线与横轴的交点坐标为4.27，与纵轴交点坐标为0.5).由图可知(AC)A.该金属的截止频率为4.27×1014 HzB.该金属的截止频率为5.5×1014 HzC.该图线的斜率表示普朗克常量D.该金属的逸出功为0.5 eV5.在光电效应实验中，某金属的截止频率相应的波长为λ0，该金属的逸出功为______.若用波长为λ(λ<λ0)的单色光做该实验，则其遏止电压为______.已知电子的电荷量、真空中的光速和普朗克常量分别为e、c和h.答案hcλ0hc(λ0－λ)eλ0λ6.小明用金属铷为阴极的光电管，观测光电效应现象，实验装置示意图如图4甲所示.已知普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，结果保留三位有效数字.(1)图甲中电极A为光电管的______(填“阴极”或“阳极”)；(2)实验中测得铷的遏止电压U c与入射光频率ν之间的关系如图乙所示，则铷的截止频率νc＝____Hz，逸出功W0＝________J；(3)如果实验中入射光的频率ν＝7.00×1014Hz，则产生的光电子的最大初动能E k＝________J.答案：(1)阳极(2)5.15×1014(5.10×1014～5.20×1014均可) 3.41×10－19(3.38×10－19～3.45×10－19均可)(3)1.23×10－19(1.19×10－19～1.26×10－19均可)7. 研究光电效应的电路如图5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I 与A、K之间的电压U AK的关系图象中，正确的是___C_____.8.当用一束紫外线照射锌板时，产生了光电效应，这时 ( C )A.锌板带负电B.有正离子从锌板逸出C.有电子从锌板逸出D.锌板会吸附空气中的正离子9. 以往我们认识的光电效应是单光子光电效应，即一个电子在极短时间内只能吸收到一个 光子而从金属表面逸出.强激光的出现丰富了人们对于光电效应的认识，用强激光照射金属， 由于其光子密度极大，一个电子在极短时间内吸收多个光子成为可能，从而形成多光子光电效应，这已被实验证实.光电效应实验装置示意图如图7所示.用频率为ν的普通光源照射阴极K ，没有发生光电效应，换用同样频率ν的强激光照射阴极K ，则发生了光电效应；此时，若加上反向电压U ，即将阴极K 接电源正极，阳极A 接电源负极，在K 、A 之间就形成了使光电子减速的电场.逐渐增大U ，光电流会逐渐减小；当光电流恰好减小到零时，所加反向电压U可能是下列的(其中W 为逸出功，h 为普朗克常量，e 为电子电量)( B )A.U ＝hνe －W eB.U ＝2hνe －W eC.U ＝2hν－WD.U ＝5hν2e －W e10. 如图8所示，用a 、b 两种不同频率的光分别照射同一金属板，发现当a 光照射时验电器的指针偏转，b 光照射时指针未偏转，以下说法正确的是( D )A.增大a 光的强度，验电器的指针偏角一定减小B.a 光照射金属板时验电器的金属小球带负电C.a 光在真空中的速度大于b 光在真空中的速度D.a 光在真空中的波长小于b 光在真空中的波长11.如图所示的实验电路，当用黄光照射光电管中的金属涂层时，毫安表的指针发生了偏转.若将电路中的滑动变阻器的滑片P 向右移动到某一位置时，毫安表的读 数恰好减小到零，此时电压表读数为U .若此时增加黄光照射的强度，则毫安________(选填“有”或“无”)示数.若改用蓝光照射光电管中的金属涂层，则毫安 表________(选填“有”或“无”)示数.答案 无 有12.光电效应实验中，下列表述正确的是( CD )A.光照时间越长光电流越大B.入射光足够强就可以有光电流C.遏止电压与入射光的频率有关D.入射光频率大于极限频率时才能产生光电子13.光电效应的实验结论是：对于某种金属( AD )A.无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应B.无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应C.超过极限频率的入射光强度越弱，所产生的光电子的最大初动能就越小D.超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大14.入射光照射到某金属表面上发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，下列说法中正确的是( D )A.有可能不发生光电效应B.从光照射到金属表面上至发射出光电子之间的时间间隔将明显增加C.逸出的光电子的最大初动能将减小D.单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少15.对光电效应的理解正确的是 ( BD )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.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C.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D.由于不同金属的逸出功是不相同的，因此使不同金属发生光电效应，入射光的最低频率也不同16.如图1是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能E k 与入射光频率ν的关系图象.由图象可知( ABC )A.该金属的逸出功等于EB.该金属的逸出功等于hνcC.入射光的频率为2νc 时，产生的光电子的最大初动能为ED.入射光的频率为νc 2时，产生的光电子的最大初动能为E 217.用不同频率的紫外线分别照射钨和锌的表面而产生光电效应，可得到光电子的最大初动能E k 随入射光频率ν变化的E k —ν图象.已知钨的逸出功是3.28 eV ，锌的逸出功是3.34 eV ，若将二者的图线画在同一个坐标图中，以实线表示钨，虚线表示锌，如图所示，则正确反映这一过程的图象是 ( A )18.在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光)，如图2所示，则可判断出( B )A.甲光的频率大于乙光的频率B.乙光的波长大于丙光的波长C.乙光的频率大于丙光的频率D.甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能19.如图3所示是光电管的原理图，已知当有波长为λ0的光照到阴极K上时，电路中有光电流，则( B )A.若换用波长为λ1(λ1>λ0)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λ2(λ2<λ0)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12.2009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4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”).答案 4.5 eV为零13.现有a、b两种单色光，其波长关系为λa>λb，用a光照射某种金属时，恰好发生光电效应.则：(1)用b光照射该金属时，________发生光电效应；(填“能”或“不能”)(2)增加a光的强度，释放出光电子的最大初动能________增大.(填“会”或“不会”)答案(1)能(2)不会二、光的波粒二象性，物质波光既具有波动性，又具有粒子性，两者不是孤立的，而是有机的统一体，其表现规律为：(1)个别光子的作用效果往往表现为粒子性；大量光子的作用效果往往表现为波动性.(2)频率越低波动性越显著，越容易看到光的干涉和衍射现象；频率越高粒子性越显著，越不容易看到光的干涉和衍射现象，而贯穿本领越强.(3)光在传播过程中往往表现出波动性；在与物质发生作用时，往往表现为粒子性.1、关于物质的波粒二象性，下列说法中不正确的是(D)A.不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微粒都具有波粒二象性B.运动的微观粒子与光子一样，当它们通过一个小孔时，都没有特定的运动轨道C.波动性和粒子性，在宏观现象中是矛盾的、对立的，但在微观高速运动的现象中是统一的D.实物的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性2.用很弱的光做双缝干涉实验，把入射光减弱到可以认为光源和感光胶片之间不可能同时有两个光子存在，如图3所示是不同数量的光子照射到感光胶片上得到的照片.这些照片说明(D)A.光只有粒子性没有波动性B.光只有波动性没有粒子性C.少量光子的运动显示波动性，大量光子的运动显示粒子性D.少量光子的运动显示粒子性，大量光子的运动显示波动性3.下列说法正确的是(C)A.有的光是波，有的光是粒子B.光子与电子是同样的一种粒子C.光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著D.γ射线具有显著的粒子性，而不具有波动性4.物理学家做了一个有趣的实验：在双缝干涉实验中，在光屏处放上照相底片，若减弱光的强度.使光子只能一个一个地通过狭缝.实验结果表明，如果曝光时间不太长，底片上只能出现一些不规则的点；如果曝光时间足够长，底片上就会出现规则的干涉条纹.对这个实验结果下列认识正确的是(BCD)A.曝光时间不长时，光的能量太小，底片上的条纹看不清楚，故出现不规则的点B.单个光子的运动没有确定的规律C.干涉条纹中明亮的部分是光子到达机会较多的地方D.只有大量光子的行为才表现出波动性。
光的光电效应
光的光电效应光的光电效应是指当光照射到金属表面时，金属会发生电子的解离现象，产生自由电子。
这一现象是光与物质之间相互作用的结果，对于理解光的本质和光电器件的研究具有重要意义。
本文将介绍光的光电效应的基本原理、应用以及未来发展方向。
一、光的光电效应的基本原理光的光电效应是基于光的粒子性和电子的粒子性相互作用的结果。
当光照射到金属表面时，光子携带的能量可以被金属内的束缚电子吸收，使其获得足够的能量而脱离原子束缚进入金属内部，形成自由电子。
这个过程可以用以下几个关键步骤来描述：1. 光子的吸收：当光照射到金属上时，金属表面的自由电子可以吸收光子的能量。
光子的能量与光的波长成反比关系，即波长越短，能量越高。
2. 电子的解离：吸收光子能量后，金属表面的自由电子获得足够的能量，从金属原子的束缚态跃迁到金属导带的自由态，形成自由电子。
3. 电子的漂移：自由电子在金属内部开始漂移运动，可以导电。
二、光的光电效应的应用光的光电效应在实际应用中有着广泛的应用价值，下面将介绍其中几个重要的应用。
1. 光电传感器：光电传感器是一种将光的光电效应用于测量和检测的器件。
通过测量光照射到金属表面上的电流，可以获得有关光的信息，比如光强度、波长等。
光电传感器在光通信、光学测量、光学成像等领域起着重要作用。
2. 光电二极管：光电二极管是一种基于光的光电效应制造的电子元件。
当光照射到光电二极管上时，光子激发金属表面的电子，并产生电流。
光电二极管常用于光探测、光测量和光通信等领域。
3. 光电电池：光电电池是利用光的光电效应将光能转化为电能的装置。
通过将光照射到光电电池上，激发金属表面的电子，并产生电流。
光电电池广泛应用于太阳能发电、光伏电站等领域。
三、光的光电效应的未来发展方向光的光电效应是一个研究热点，目前正面临着许多挑战和机遇。
以下是光的光电效应未来发展的几个方向：1. 提高效率：提高光的光电效应的效率是当前研究的重点之一。
通过优化器件结构、材料性能和光照射条件，提高光电器件的转换效率，实现更高效能的光电转换。
光电效应及其规律
光电效应及其规律
(1)光电效应现象
在光的照射下，金属中的电子从表面逸出的现象，发射出来的电子叫光电子．
(2)光电效应的产生条件
入射光的频率大于等于金属的极限频率．
(3)光电效应规律
①每种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于等于这个极限频率才能产生光电效应．
②光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而增大．
③光电效应的发生几乎是瞬时的，一般不超过10－9 s.
④当入射光的频率大于极限频率时，饱和光电流的大小与入射光的强度成正比．
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光电效应的现象
光电效应的现象光电效应是一种自由电子从金属表面产生的现象，当光子照射到金属的表面时，会使金属表面上的电子从原子中被激发出来，形成自由电子。
这个过程中，光的能量被转换成电子的动能，电子脱离金属表面后，由于电场的作用而形成电流。
光电效应中涉及的物理概念包括光子、光电子、电离能，以及金属的电子结构等。
光电效应的实验表明，当光照射在金属表面上时，只有光子能量高于某一阈值，才能把电子从原子中激发出来，形成自由电子。
这个阈值能量称为金属的功函数。
不同金属的功函数不同，并且与光的波长有关。
等能定理认为：一次光电效应事件的电子动能只与入射光的能量有关，与其强度和时间无关。
因此，光电效应可以用来精确地测量光子的能量、确定光子的波长和频率。
光电效应的理论解释得益于爱因斯坦在1905年提出的光子学说。
据此，光子是能够传递能量的粒子，在光电效应中，光子与金属原子碰撞后将能量传递给原子的电子，若光子的能量大于金属中一个电子所需的最小能量（即电离能），则该电子从原子中被激发出来，形成自由电子。
光子的能量E与其频率f和波长λ有以下关系：E=hf=hc/λ，其中h为普朗克常数，c为光速。
光电效应有许多实际应用。
例如，在光电传感器中，利用光电效应实现信号传输和检测；在光电池中，直接将光能转换成电能，实现太阳能的利用；在金相学中，借助光电效应对材料的表面形貌、化学成分进行分析和测量等等。
需要注意的是，光电效应是粒子的性质与波动性质相互关联的经典案例。
在量子力学中，关于光电效应的理论将光子看作是一种波粒二象性的平面波，这种模型可以更加准确地解释光电效应中一些具有量子特征的现象。
例如，光子的能量与波长之间的离散性，光电效应中电子发射速率的非线性关系等。
同时，光电效应也是诸多量子效应的基础，如康普顿效应、泡利反混合效应、光电离等。
总而言之，光电效应是光学、量子力学等领域中一个重要的经典问题，其发现和研究不仅为物理学的发展提供了重要的理论支持，也开辟了许多实际应用的领域。
4.2 光电效应
K
U
v
－
速率最大的是 vc
光电效应伏安特性曲线
饱
I
和
黄光（强）
电
流
蓝光
遏 Is
止
电
黄光（弱）
压
Uc3 Uc1 Uc2 O
U
光电效应的实验规律
1887年赫兹发现了光电效应：
①只有当入射光的频率高于某一频
率v0时才能发生光电效应，把这一
频率v0叫极限频率 ；
②在光的颜色不变的情况下，入射
间就产生了光电子
1900年，普朗克提出能量子假说：
①振动着的带电微粒的能量是某一最小能量的
整数倍。 E = nε = nhν n = 1，2，…
ε 叫能量子，简称量子，n 为量子数，它只取
正整数；在微观世界中能量是量子化的，或者
说微观粒子的能量是分立的。
②带电微粒辐射或吸收能量时，也是以这个最小能量值为单
后来经过汤姆逊等多名科学家的实验研究，证实了这个现象。
疑问：光电子的发射与什么因素有关呢？
二.光电效应的实验规律
实
验
装
置
波长：逐渐减小
红橙黄绿青蓝紫
频率：逐渐增大
1、截止频率：对于每种金属，都有相应确定的截止频率 νc 。
当入射光频率 ν > ν c 时，电子才能逸出金属表面；
当入射光频率 ν < νc 时，无论光强多大也无电子逸出金属表面。
即达到饱和值。
因为光照条件一定时，K 发射的电子数目一定。
光电效应伏安特性曲线
实验表明：入射光越强，
饱和电流越大，单位时间内
发射的光电子数越多。
遏
饱
和
高考物理光电效应
010.07-08学年清华大学附中高考模拟试题 7
7．a、b两种色光以相同的入射角从某种介质射向真 空，光路如图所示，则以下描述错误的是（ A ） A．a光的频率大于b光的频率 B．a光在真空中的波长大于b光在真空中的波长 C．a光在介质中的传播速度大于 b光在介质中的传 播速度 a D．如果a光能使某种金属 b 真空 发生光电效应，b光也一定能 介质
使该金属发生光电效应
065.08年南京一中第三次模拟13(2) 13． (2) (3-5模块 )（ 3分）如图所示是使用光电管的 原理图。当频率为 的可见光照射到阴极K上时，电 流表中有电流通过。如果将变阻器的滑动端 P由A向 B滑动，通过电流表的电流强度将会 _______( 减小 填“增 加”、“减小”或“不变”)。当电流表电流刚减小 到零时，电压表的读数为 U ，则光电子的最大初动 eU 能为 ________(已知电子电量为e)。 如果不改变入射光的频率，而 增加入射光的强度，则光电子 K G V 的最大初动能将_________( 填 不变 P “增加”、“减小”或“不变”) 。 B A S
光 电 效 应
1．光电效应现象 光照使物体发射电子的现象叫光电效应现象;所发射的 电子叫光电子;光电子定向移动所形成的电流叫光电流. 2. 光电效应现象的实验规律
（ 1）对于任何一种金属，入射光的频率必须大于某一 极限频率才能产生光电效应,低于这个极限频率,无论强 度如何，无论照射时间多长，也不能产生光电效应; （2）在单位时间里从金属极板中发射出的光电子数 跟入射光的强度成正比； （3）发射出的光电子的最大初动能与入射光强度无 关，只随入射光频率的增大而增大； （4）只要入射光的频率高于金属极板的极限频率， 无论其强度如何,光电子的产生都几乎是瞬时的,不超 过10-9s.
光电效应实验的四大实验现象
光电效应实验的四大实验现象以光电效应实验的四大实验现象为标题，我们将详细介绍这些实验现象及其相关知识。
光电效应是指当光照射到金属表面时，金属会发射出电子的现象。
这一现象的实验研究对于量子力学的发展起到了重要的推动作用。
一、光电效应的第一大实验现象：光电流的存在在光电效应实验中，我们可以观察到一种称为光电流的电流现象。
当光照射到金属表面时，金属会发射出电子，这些电子在电场的作用下形成电流。
实验中可以使用电流计来测量这一光电流。
通过改变光的强度和频率，我们可以发现光电流与光的强度和频率之间存在着一定的关系。
二、光电效应的第二大实验现象：阈值频率在光电效应实验中，我们发现只有当光的频率超过一定的阈值频率时，金属才会发生光电效应，即发射出电子。
这个阈值频率与金属的性质有关，不同金属的阈值频率不同。
实验中可以通过改变光的频率，观察到金属发射电子的变化情况。
这一实验现象表明光的频率对光电效应起到了重要的影响。
三、光电效应的第三大实验现象：光电子能量与光的频率的关系在光电效应实验中，我们可以通过测量光电子的最大动能来研究光电子的能量。
实验中我们发现，光电子的最大动能与光的频率呈线性关系，即光的频率越高，光电子的最大动能越大。
这一实验结果与经典物理学的理论不符，而是符合了爱因斯坦提出的光量子假设。
光子的能量与光的频率成正比关系，光电子的最大动能取决于吸收光子能量的能力。
四、光电效应的第四大实验现象：光电子的速度分布在光电效应实验中，我们可以通过测量光电子的速度分布来研究光电子的运动情况。
实验中我们发现，光电子的速度分布与光的频率和强度有关。
当光的频率超过阈值频率时，光电子的速度分布呈连续的形态，即速度范围从零到最大值。
而当光的频率低于阈值频率时，光电子的速度分布呈离散的形态，只有在特定的速度范围内才能观察到光电子。
这一实验现象进一步验证了光电效应与光子假设的一致性。
光电效应实验的四大实验现象包括光电流的存在、阈值频率、光电子能量与光的频率的关系和光电子的速度分布。
光电效应现象支持光具有波粒二象性特性
光电效应现象支持光具有波粒二象性特性光电效应现象是指当光线照射到金属表面时，金属会放出电子的现象。
这一现象的发现揭示了光的波粒二象性特性，即光既具有波动性质，也具有粒子性质。
在19世纪末和20世纪初，科学家们对光的性质进行了深入研究。
他们发现，光可以像波一样产生干涉、衍射等现象，从而推论光是一种波动。
然而，到了20世纪初，爱因斯坦通过对光电效应的研究提出了光的粒子性质。
光电效应是指当光线照射到金属表面时，金属会放出电子。
这些电子被称为光电子，具有一定的动能。
根据经典电磁波理论，光是一种电磁波，当光线照射到金属表面时，电磁波的能量会转移给金属中的自由电子，使其脱离金属原子束缚。
然而，实验观察到的现象与经典理论的预期不符。
根据经典电磁波理论，无论光的强度有多强，只要频率足够低，金属表面的自由电子都应该被激发并放出。
然而，实验发现，金属表面只有当光足够强、频率足够高时，才会发生光电效应。
这一观察结果无法用波动性质来解释，因为根据经验，波动的幅度高低只与波的强度有关，与频率无关。
因此，这就引出了对光的粒子性质的探究。
爱因斯坦通过对光电效应的研究，提出了光子的概念。
他认为，光是由一连串具有粒子性质的粒子组成的，每个粒子被称为光子，并具有能量和动量。
根据光子的能量公式E = hf（其中E为能量，h为普朗克常量，f为光的频率），可以解释光电效应中观察到的实验现象。
当光的频率足够高时，每个光子携带的能量足够大，可以克服金属中自由电子的束缚力，从而产生光电子。
光电效应的实验结果打破了传统的物理观念，提出了光的粒子性质。
这一发现不仅解释了实验现象，也为后来量子力学的发展奠定了基础。
实际上，波粒二象性成为了量子力学的基本概念之一，用于解释光、电子等微观粒子的行为。
除了光电效应，光的波粒二象性还在其他实验中得到了证实。
例如，干涉实验和衍射实验显示了光的波动性质，而光的量子性质则可以通过光的能量和动量的量子化得到证实。
这些实验结果进一步支持了光具有波粒二象性特性的理论。
光电效应四大实验现象
光电效应四大实验现象光电效应是指当光线照射到物质表面时，如果光的能量足够大，就会引发一系列的现象。
以下是光电效应的四大实验现象。
一、光电子发射现象光电子发射是光电效应的核心现象之一。
实验中，我们使用一个真空中的金属表面，照射光线到金属上，发现金属表面会发射出电子。
这表明光子能够将一部分能量传递给金属中的自由电子，使其脱离金属的束缚，从而产生电子发射现象。
二、阴极射线现象阴极射线现象是光电效应的另一个重要实验现象。
在实验中，我们使用真空管内的阴极，在阴极上加上高压电，然后通过阴极射线管在阴极和阳极之间加上电压。
当光照射到阴极上时，阴极就会发射出一束射线，这就是阴极射线。
阴极射线是由阴极表面被光子击中后产生的电子流，它们受电场力作用被加速并形成一束束的射线。
三、阻止电压现象阻止电压现象是光电效应的重要实验现象之一。
在实验中，我们使用一个电路，将光电池连接到一个电压源上，在光电池的阳极上加上不同大小的正电压。
当光照射到光电池时，我们会发现，只有当正电压大于等于一个特定的阻止电压时，电路中才会有电流通过。
这表明当光电子的动能小于阻止电压时，它们无法克服电场力的作用，无法形成电流。
四、光电流的光强和频率关系实验中发现，光电流的大小与光的强度和频率有关。
当光的强度增加时，光电流的大小也随之增加。
而当光的频率增加时，光电流的大小也随之增加。
这说明光电效应与光的能量有关，光的能量越大，光电效应越明显。
光电效应的四大实验现象包括光电子发射现象、阴极射线现象、阻止电压现象和光电流的光强和频率关系。
这些实验现象的发现和研究，使我们更加深入地了解了光电效应的本质和规律，为光电技术的发展做出了重要贡献。
名词解释光电效应
名词解释光电效应
光电效应（photoelectric effect）是指光线照射到金属或其他物质的表面时，会释放出电子的现象。
光电效应的发现是由德国物理学家赫兹在1887年首次观察到的。
他发现当紫外线照射到金属表面时，可以观察到电流的流动。
这一发现引发了对光电效应的进一步研究，并在20世纪初由爱因斯坦提出了量子理论来解释这一现象。
光电效应的原理可以归结为两个主要方面。
首先，光是由光子组成的，光子是一种具有能量和动量的粒子。
当光照射到金属表面时，光子会与金属表面上的束缚电子相互作用。
光子的能量足够大时，可以将金属束缚电子从金属表面上解离出来，并使其成为自由电子。
其次，金属表面上的电子具有一定的最大能量极限，称为逸出功。
逸出功越小，金属表面上的电子就越容易被光子激发并释放出来。
逸出功的大小与金属的材质有关，不同金属的逸出功也不同。
光电效应的特点有几个重要的方面。
首先，光电效应是一种瞬时的现象，当光子的能量小于逸出功时，光子和电子之间没有能量交换，因此不会发生光电效应。
其次，光电效应与光的强度没有直接关系，而与光的频率有关。
只有当光的频率高到一定程度，光子的能量才足够大，才能使电子克服逸出功的束缚而产生光电效应。
最后，光电效应中释放出的电子具有一定的动能，可以通过电场加速和收集，从而产生电流。
光电效应在各种领域都有广泛的应用。
在光电器件中，光电效应被用于制造光电二极管、光电倍增管等探测器件。
在光伏发电中，光电效应被用于将太阳光转换为电能。
在科学研究中，光电效应被用于研究光的特性和材料的电子结构等。
光电效应规律理解与分析
光电效应规律理解与分析【核心考点提示】1.光电效应现象在光的照射下金属中的电子从金属表面逸出的现象，叫做光电效应，发射出来的电子叫做光电子.2.实验规律(1)每种金属都有一个极限频率.(2)光子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光的频率增大而增大.(3)光照射到金属表面时，光电子的发射几乎是瞬时的.(4)光电流的强度与入射光的强度成正比.3.爱因斯坦光电效应方程(1)光子：光不仅在发射和吸收时能量是一份一份的，而且光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的，这些能量子称为光子，频率为ν的光的能量子为hν.(2)爱因斯坦光电效应方程①表达式：hν＝E k＋W0或E k＝hν－W0.②物理意义：金属中电子吸收一个光子获得的能量是hν，这些能量一部分用于克服金属的逸出功，剩下的表现为逸出后电子的初动能E k.【微专题训练】(2018·山东省潍坊市高三上学期期末试题)关于光电效应，下列说法正确的是(B) A．只要入射光的强度足够强，就可以使金属发生光电效应B．光子的能量大于金属的逸出功就可以使金属发生光电效应C．照射时间越长光电子的最大初动能越大D．光电子的最大初动能与入射光子的频率成正比[解析]根据光电效应规律，只要入射光的频率足够大，就可以使金属发生光电效应，选项A错误；光子的能量大于金属的逸出功就可以使金属发生光电效应，选项B正确；光电子的最大初动能与照射时间无关，选项C错误；光电子的最大初动能随入射光子的频率增大而增大，并不是成正比，选项D错误；故选B。
(2018·湖南长沙高三上学期期末)利用如图所示的电路研究光电效应现象，其中电极K由金属钾制成，其逸出功为2.25eV。
用某一频率的光照射时，逸出光电子的最大初动能为1.50eV，电流表的示数为I.已知普朗克常数约为6.6×10－34J·s，下列说法正确的是(AD)A ．金属钾发生光电效应的极限频率约为5.5×1014HzB ．若入射光频率加倍，光电子的最大初动能变为3.00eVC ．若入射光频率加倍，电流表的示数变为2ID ．若入射光频率加倍，遏止电压的大小将变为5.25V[解析] 根据hνC ＝W 0得：金属钾发生光电效应的极限频率νC ＝2.25×1.6×10－196.6×10－34＝5.5×1014Hz ，故A 正确；由光电效应方程E k ＝hν﹣W 0可知，入射光频率加倍，光电子的最大初动能大于原来的两倍，即大于3.00eV ，故B 错误；入射光频率加倍后，光电流增大，但不是2倍的关系，故C 错误；频率加倍前，入射光的能量hν＝E k ＋W 0＝3.75eV ，频率加倍后，入射光能量为2hν＝7.5eV ，最大初动能为E k ′＝2hν－W 0＝5.25eV ，根据Ue ＝E k ′可知，遏止电压的大小为U ＝5.25V ，故D 正确。
(完整版)高中物理光电效应知识点
一、光电效应和氢原子光谱知识点一：光电效应现象1.光电效应的实验规律(1)任何一种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于这个极限频率才能发生光电效应，低于这个极限频率则不能发生光电效应．(2)光电子的最大初动能与入射光的强度无关，其随入射光频率的增大而增大．(3)大于极限频率的光照射金属时，光电流强度(反映单位时间内发射出的光电子数的多少)与入射光强度成正比．(4)金属受到光照，光电子的发射一般不超过10－9_s. 2．光子说爱因斯坦提出：空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，每一份称为一个光子，光子具有的能量与光的频率成正比，即：ε＝hν，其中h ＝6.63×10－34 J·s.3．光电效应方程(1)表达式：hν＝E k ＋W 0或E k ＝hν－W 0.(2)物理意义：金属中的电子吸收一个光子获得的能量是hν，这些能量的一部分用来克服金属的逸出功W 0，剩下的表现为逸出后电子的最大初动能E k ＝12m v 2.知识点二： α粒子散射实验与核式结构模型1.卢瑟福的α粒子散射实验装置(如图13－2－1所示)2．实验现象绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但少数α粒子发生了大角度偏转，极少数α粒子甚至被撞了回来．如图13－2－2所示．α粒子散射实验的分析图3．原子的核式结构模型在原子中心有一个很小的核，原子全部的正电荷和几乎全部质量都集中在核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转．知识点三：氢原子光谱和玻尔理论 1.光谱(1)光谱：用光栅或棱镜可以把光按波长展开，获得光的波长(频率)和强度分布的记录，即光谱．(2)光谱分类有些光谱是一条条的亮线，这样的光谱叫做线状谱． 有的光谱是连在一起的光带，这样的光谱叫做连续谱． (3)氢原子光谱的实验规律．巴耳末线系是氢原子光谱在可见光区的谱线，其波长公式1λ＝R (122－1n2)(n ＝3,4,5，…)，R 是里德伯常量，R ＝1.10×107 m －1，n 为量子数．2．玻尔理论(1)定态：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些能量状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量．(2)跃迁：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两个定态的能量差决定，即hν＝E m －E n .(h 是普朗克常量，h ＝6.63×10－34 J·s)(3)轨道：原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应．原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道也是不连续的．点拨：易错提醒(1)一群氢原子跃迁发出可能的光谱线数为N ＝C 2n ＝n (n －1)2，一个氢原子跃迁发出可能的光谱线数最多为(n －1)．(2)由能级图可知，由于电子的轨道半径不同，氢原子的能级不连续，这种现象叫能量量子化．考点一：对光电效应的理解 1.光电效应的实质 光子照射到金属表面，某个电子吸收光子的能量使其动能变大，当电子的动能增大到足以克服原子核的引力时，便飞出金属表面成为光电子．2．极限频率的实质光子的能量和频率有关，而金属中电子克服原子核引力需要的能量是一定的，光子的能量必须大于金属的逸出功才能发生光电效应．这个能量的最小值等于这种金属对应的逸出功，所以每种金属都有一定的极限频率．3．对光电效应瞬时性的理解 光照射到金属上时，电子吸收光子的能量不需要积累，吸收的能量立即转化为电子的能量，因此电子对光子的吸收十分迅速．4.图13－2－4光电效应方程电子吸收光子能量后从金属表面逸出，其中只有直接从金属表面飞出的光电子才具有最大初动能，根据能量守恒定律，E k ＝hν－W 0.如图13－2－4所示．5．用光电管研究光电效应(1)常见电路(如图13－2－5所示)图13－2－5(2)两条线索①通过频率分析：光子频率高→光子能量大→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→光子数目多→产生的光电子多→光电流大． (3)常见概念辨析⎩⎪⎨⎪⎧照射光⎩⎪⎨⎪⎧ 强度——决定着每秒钟光源发射的光子数频率——决定着每个光子的能量ε＝hν光电子⎩⎪⎨⎪⎧每秒钟逸出的光电子数——决定着光电流的强度光电子逸出后的最大初动能(12m v 2m)规律总结：(1)光电子也是电子，光子的本质是光，注意两者的区别．(2)在发生光电效应的过程中，并非所有光电子都具有最大初动能，只有从金属表面直接发出的光电子初动能才最大．考点二：氢原子能级和能级跃迁1.氢原子的能级图能级图如图13－2－6所示．图13－2－6相关量 意义 能级图中的横线 表示氢原子可能的能量状态——定态 横线左端的数字“1,2,3…” 表示量子数横线右端的数字 “－13.6，－3.4…” 表示氢原子的能量相邻横线间的距离表示相邻的能量差，量子数越大相邻的能量差越小，距离越小带箭头的竖线表示原子由较高能级向较低能级跃迁，原子跃迁的条件为hν＝E m －E n(1)一群氢原子跃迁发出可能的光谱线条数为N ＝C 2n ＝n (n －1)2. (2)一个氢原子跃迁发出可能的光谱线条数最多为(n －1)．二、核反应和核能知识点一：天然放射现象和衰变1.天然放射现象(1)天然放射现象．元素自发地放出射线的现象，首先由贝可勒尔发现．天然放射现象的发现，说明原子核具有复杂的结构．(2)放射性和放射性元素．物质发射某种看不见的射线的性质叫放射性．具有放射性的元素叫放射性元素．(3)三种射线：放射性元素放射出的射线共有三种，分别是α射线、β射线、γ射线．(4)放射性同位素的应用与防护．①放射性同位素：有天然放射性同位素和人工放射性同位素两类，放射性同位素的化学性质相同．②应用：消除静电、工业探伤、作示踪原子等．③防护：防止放射性对人体组织的伤害．2．原子核的衰变(1)原子核放出α粒子或β粒子，变成另一种原子核的变化称为原子核的衰变．(2)分类α衰变：A Z X→A－4Y＋42HeZ－2β衰变：A Z X→A Z＋1Y＋0－1e(3)半衰期：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间．半衰期由原子核内部的因素决定，跟原子所处的物理、化学状态无关．点拨：易错提醒(1)半衰期是大量原子核衰变时的统计规律，对个别或少数原子核，无半衰期可言.(2)原子核衰变时质量数守恒，核反应过程前、后质量发生变化(质量亏损)而释放出核能.知识点二：核反应和核能1.核反应在核物理学中，原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程．在核反应中，质量数守恒，电荷数守恒．2．核力核子间的作用力．核力是短程力，作用范围在1.5×10－15 m之内，只在相邻的核子间发生作用．3．核能核子结合为原子核时释放的能量或原子核分解为核子时吸收的能量，叫做原子核的结合能，亦称核能．4．质能方程、质量亏损爱因斯坦质能方程E＝mc2，原子核的质量必然比组成它的核子的质量和要小Δm，这就是质量亏损．由质量亏损可求出释放的核能ΔE＝Δmc2.【考点解析：重点突破】考点一：衰变和半衰期2.对半衰期的理解(1)根据半衰期的概念，可总结出公式N 余＝N 原(12)t /τ，m 余＝m 原(12)t /τ式中N 原、m 原表示衰变前的放射性元素的原子核数和质量，N 余、m 余表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子核数和质量，t 表示衰变时间，τ表示半衰期．(2)影响因素：放射性元素衰变的快慢是由原子核内部因素决定的，跟原子所处的物理状态(如温度、压强)或化学状态(如单质、化合物)无关． 考点二：核反应方程的书写规律总结(1)核反应过程一般都是不可逆的，所以核反应方程只能用单向箭头表示反应方向，不能用等号连接．(2)核反应的生成物一定要以实验为基础，不能凭空只依据两个守恒规律杜撰出生成物来写核反应方程．(3)核反应遵循质量数守恒而不是质量守恒；遵循电荷数守恒．考点三：核能的产生和计算1.获得核能的途径(1)重核裂变：重核俘获一个中子后分裂成为两个中等质量的核的反应过程．重核裂变的同时放出几个中子，并释放出大量核能．为了使铀235裂变时发生链式反应，铀块的体积应大于它的临界体积．(2)轻核聚变：某些轻核结合成质量较大的核的反应过程，同时释放出大量的核能，要想使氘核和氚核合成氦核，必须达到几百万度以上的高温，因此聚变反应又叫热核反应．2．核能的计算方法(1)应用ΔE＝Δmc2：先计算质量亏损Δm，注意Δm的单位1 u＝1.66×10－27 kg,1 u相当于931.5 MeV的能量，u是原子质量单位．(2)核反应遵守动量守恒和能量守恒定律，因此我们可以结合动量守恒和能量守恒定律来计算核能．规律总结根据ΔE＝Δmc2计算核能时，若Δm以千克为单位，“c”代入3×108_m/s，ΔE的单位为“J”；若Δm以“u”为单位，则由1u c2＝931.5_MeV得ΔE＝Δm×931.5_MeV.。
光电效应
1 2 mvm eU a 2
1 2 mvm ek eU 0 2
按光的波动说，金属在光的照射下，金属 中的电子受到入射光振动的作用而作受迫 振动，这样将从入射光中吸收能量，从而 逸出表面，逸出时初动能应决定于光振动 振幅，即取决于光强，光强越大，光电子 初动能就越大，所以光电子初动能应与光 强成正比。但是，实验结果表明，光电子 初动能只与光的频率有关，而与光强无关。
而线性增大。
2.0
1.0 0.0 4.0 6.0
Cs
Na
Ca
U a k U 0
8.0 10.0 (1014Hz)
从图示可看出：不同材料的图线的斜率相同，相 互间仅为平移。k与金属材料种类无关，U0与金 属材料种类有关
i
Ua3 Ua2 Ua1
3 2 1
U
U a k U 0
金属中的电子吸收一个光子的能量→光电子的初 动能＋逸出功
1 2 mvm h W 2
与前面的实验规律比较
爱因斯坦光 电效应方程
1 2 mvm ek eU 0 2 1 2 mvm ek ek 0 2
h ek
W eU 0
U0 h 0 h W k
红限频率
W W 0 h ek
答：反冲电子动能为0.10Mev
3、光子的能量、动量、质量（粒子性特征） 能量：
h h
c
h h h 质量： m 2 2 Tcc c c c h h 动量： p mc c c
四、对光的波粒二象性的理解 1、同时具有，都是光的本性；
mc
2
2、 不同时显现；
五
光电效应在近代技术中的应用
光电效应
光电效应学习目标：(1)了解光电效应的实验规律，理解极限频率和逸出功的概念。
(2)知道光子的能量由频率决定，会用公式计算光子能量。
(3)理解光电效应方程，能用它分析光电效应规律。
重点与难点重点：(1)光电效应现象(2)光电效应规律(3)光子说难点：(1)光电效应规律(2)光子说及其对光电效应的解释(3)爱因斯坦光电效应方程。
知识讲解：一、光电效应现象在光(包括不可见光)的照射下从物体发射出电子的现象，叫做光电效应(photoelectric effect)，发射出的电子叫做光电子(photoelectron)。
二、光电效应实验规律用下图所示的装置研究光电效应，得到如下四条实验规律(1)、任何一种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于这个极限频率才能发生光电效应，低于这个极限频率不能产生光电效应，不同金属的极限频率不同。
(2)、光电子的最大初动能与入射光强度无关，只随入射光的频率的增大而增大。
(3)、金属表面被光照射可在10－9s的时间内打出光电子，即光电效应几乎是瞬时发生的。
(4)、在单位时间里从K极发射出的光电子数跟入射光的强度成正比，即光电流的大小与入射光的强度成正比。
三、光子(1)、光电效应与光的电磁理论的矛盾矛盾之一：光的能量与频率有关，而不像波动理论中应由振幅决定。
按光的波动理论，不论光的频率如何，只要照射时间足够长或光的强度足够大就可以产生光电效应，但实验结果表明：产生光电效应的条件却是入射光频率大于某一极限频率，且光电子的最大初动能与入射光频率成线性关系，均与光强度无关。
根据能量的观点，电子要从物体中飞出，必须使之具有一定的能量，而这一能量只能来源于照射光，为什么实验表明发射电子的能量与照射光的光强度无关，而与光的频率有关？这个问题曾使物理界大为困惑，使经典的光的波动理论面临挑战。
矛盾之二：光电效应产生的时间极短。
电子吸收光的能量是瞬时完成的，而不像波动理论所预计的那样可能逐渐积累。
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17.2 光电效应现象
班级：姓名：
【教学目标】
1．知道什么是光电效应现象；
2．知道光电效应的实验规律；
3．体会经典电磁理论不能完全解释光电效应现象，会用爱因斯坦光电效应方程解释光电效应现象；
4．会推导光子动量表达式；
【教学重点】
1．光电效应规律及其产生的原因分析；
2．光的粒子性
【预学单】
1、在研究微观粒子能量时，焦耳（J）这个单位太大了，人们常用eV来表示能量的单位。
一个带电量等于元电荷e的粒子，经1V电压加速获得的能量即为1eV，试推导1eV等于多少焦耳？
2、光的本质是什么？
【研学单】
主题一：认识光电效应现象；
实验：把一块锌板连接在验电器上，并使锌板带负电，验电器指针张开。
用
紫外线灯照射锌板（如图所示），观察验电器指针的变化。
这个现象说明了什么问题？
活动小结：
1、光电效应现象：在光(包括不可见光)的照射下，金属中的从表面逸
出的现象叫做光电效应现象。
逸出的叫做。
主题二：光电效应规律；
实验：
（1）存在截止频率：
如图所示电路，AK间电场方向由级指向级。
当入射光的颜色（频率）高于某个值时，打开窗口，发现电流表示数，
这表明在光的照射下K级电子溢出（填“有”或“无”）。
当入射光的颜色（频率）低于某个值时，打开窗口，发现电流表示数，
这表明在光的照射下K级电子溢出（填“有”或“无”）。
这个值称为截止频率。
（2）存在饱和电流：
实验表明：对于一定颜色（频率）的光，强度一定时，光电流随所加电压的增大而，当电压增大到一定程度后，光电流趋于一个；入射光越强，饱和电流。
（3）存在遏止电压：
将AK 反接，电场反向，则光电子离开阴极后将受反向电场阻碍作用，
光电子克服电场力作功，当电压达到某一值 U c 时，光电流恰为0，
Uc 称遏止电压。
思考：遏止电压与哪些因素有关？
实验表明：对于一定颜色（频率）的光，无论光的强弱如何，遏止电
压都是 ；光的频率变高时，遏止电压 。
这表明，光
电子的能量只与入射光的 有关，与入射光的 无
关。
（4）具有瞬时性：
当入射光频率超过截止频率时，无论入射光怎样微弱，几乎在光照射
到K 级的瞬间立刻产生光电流，精确测量表明，时间不超过
s 。
当入射光频率低于截止频率时，无论入射光有多强，照射时间有多长，都不会产生光电流。
主题三：光电效应现象的解释；
①经典物理学解释：
问题一：如图所示，电子绕原子核做圆周运动，思考是什么力提供向心力？若电
子运动速度增大，电子将怎样运动？事实上在金属表面，有无数个原子，不同原
子中的电子绕原子核运动的轨道半径不同，逃离原子核束缚时需克服静电力做功
不同，我们把电子脱离金属表面所做功的最 值叫 。
问题二：经典物理学有哪些观点？与实验所得到的规律一致吗？
②爱因斯坦光子说解释：
光子：光由一个个不可分割的能量子组成的，这个能量子后来称为光子，光在发射、吸收和传播时都是以光子形式一份一份进行的。
若光的频率为γ，则光子能量为E= 。
思考：①光子说如何解释极限频率？
光电效应方程：
②光子说如何解释瞬时性？
③光子说如何解释饱和电流？
Uc
例题1：在光电效应实验中，用频率为v 的光照射光电管阴极，发生了光电效应，下列说法正确的是（ ）
A ．增大入射光的强度，光电流增大
B ．减小入射光的强度，光电效应现象消失
C ．改用频率小于v 的光照射，一定不发生光电效应
D ．改用频率大于v 的光照射，光电子的最大初动能变大
例题:2：下表是按照密立根的方法进行实验时得到的某金属的Uc 和γ的几组数据。
试作出Uc-γ图像并通过图像求出：
（1）这种金属的截止频率；
（2）普朗克常量；
主题四：光的粒子性
1、光电效应现象表明，光是由一个个的光子组成的，每一份光子的能量E= 。
2、光子不仅有能量，而且还有动量：
由爱因斯坦质能方程可知：E=mc 2
光子的能量E= ，
动量的定义p=mc= 。
根据波长频率和波速关系公式 ，
所以说光子的动量为p= 。
式中h 为普朗克常数，λ为光波的波长。
【续学单】
1．如图所示，原本不带电的锌板与不带电的验电器相连，现用弧光灯
照射锌板，验电器指针张开一个角度。
则下面说法中正确的是( )
A．锌板带的是负电荷
B．使验电器指针发生偏转的是正电荷
C．使锌板发生光电效应的是可见光
D．使锌板发生光电效应的是紫外线
2．光电效应实验中，下列表述正确的是（）
A．光照时间越长光电流越大B．入射光足够强就可以有光电流
C．遏止电压与入射光的频率有关D．入射光频率大于极限频率才能产生光电子
3．入射光照射到某金属表面上发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，那么（）A．从光照至金属表面上到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加
B．逸出的光电子的最大初动能将减小
C．单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减小
D．有可能不发生光电效应
4．一束绿光照射某金属发生了光电效应，则下列说法中正确的是( )
A．若增加绿光的照射强度，则逸出的光电子数增加
B．若增加绿光的照射强度，则逸出的光电予最大初动能增加
C．若改用紫光照射，则可能不会发生光电效应
D．若改用紫光照射，则逸出的光电子的最大初动能增加
5．在光电效应的实验结果中，与光的波动理论不矛盾的是（）
A．光电效应是瞬时发生的
B．所有金属都存在极限颇率
C．光电流随着入射光增强而变大
D．入射光频率越大，光电子最大初动能越大
6．已知钙和钾的截止频率分别为7. 73×1014Hz和5. 44×1014Hz，在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应，比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子，钙逸出的光电子具有较大的（）A．波长B．频率C．能量D．动量
7．用同一束单色光，在同一条件下，先后照射锌片和银片，都能产生光电效应。
在这两个过程中，对下列四个量，一定相同的是，可能相同的是，一定不相同的是。
A光子的能量B金属的选出功C光电子动能D光电子最大初动能
λ，则该金属的逸出功为______。
若用波长8．在光电效应试验中，某金属的截止频率对应的波长为
为λ（λ<λ0）单色光做实验，则其截止电压为______。
（已知电子的电荷量、真空中的光速和普朗克常量分别为e，c和h）
9．A、B两种光子的能量之比为2∶1，它们都能使某种金属发生光电效应，且所产生的光电子最大初动能分别为E A、E B。
求A、B两种光子的动量之比和该金属的逸出功分别是多大？。