高中物理光电效应知识点总结
高中物理光电效应知识点总结
高中物理光电效应知识点总结光电效应是指当金属表面受到光照时，金属表面会释放出电子的现象。
这一现象被广泛应用于光电池、光电二极管等领域，对于现代科技的发展起到了重要作用。
光电效应的发现也为量子物理的发展提供了重要的实验证据，对于理解光和物质的相互作用机制有着重要意义。
一、光电效应的基本原理1.光电效应的基本概念光电效应是指当金属表面受到光照时，金属表面会释放出电子的现象。
这一现象最早由爱因斯坦在1905年提出，他认为光可以被理解为一种由粒子组成的电磁波，这些粒子被称为光子。
当光照射到金属表面时，光子会与金属表面的电子发生相互作用，将一部分能量转移给电子，使得电子从金属中逸出。
2.光电效应的实验现象光电效应实验通常可以通过以下步骤来进行：（1）将金属板作为阴极，通过接线与电压表和电流表连接，形成闭合电路。
（2）将金属板暴露在光照下，观察电流表的读数变化。
（3）当金属板受到光照时，电流表的读数会明显增加，表明光照可以促使金属释放出电子。
二、光电效应的关键参数1.光电子的最大动能当光照射到金属表面时，光子可以将能量转移给金属表面的电子，使得电子从金属中逸出。
这时电子的动能可以通过光电子的最大动能公式来表示：K_max = hν - φ其中K_max表示光电子的最大动能，h为普朗克常数，ν为光子的频率，φ为金属的功函数。
从公式可以看出，光电子的最大动能与光子的频率成正比，与金属的功函数成反比。
2.光电子的动量和波长关系光电效应中，光子与金属表面的电子发生相互作用，从而将一部分能量转移给电子。
这一过程不仅涉及到能量转移，还涉及到动量转移。
根据动量守恒定律，光子的动量和电子的动量之和应保持不变，可以得到光电效应中的动量和波长关系公式：p = h/λ其中p为光子的动量，h为普朗克常数，λ为光子的波长。
从公式可以看出，光子的波长与动量成反比，这说明波长越短的光子对金属的电子产生的动量越大，因此具有更强的光电效应。
高中人教物理选择性必修二专题16 光电效应和原子结构——教师版
专题16 光电效应和原子结构（教师版）一、目标要求目标要求 重、难点 光电效应 重难点 康普顿效应 原子的核式结构模型 重点 氢原子光谱与玻尔氢原子模型重点二、知识点解析1．光电效应(1)光电效应现象：光照射在金属板上，金属板表面有电子逸出的现象，把这种电子叫做光电子； (2)爱因斯坦光电效应方程爱因斯坦认为，光是由一个个不可分割的能量子组成，频率为ν的光的能量子为hν，h 为普朗克常量，这些能量子称为光子．光电效应中，金属中电子吸收一个光子获得能量，其中一部分用于克服金属原子引力做功，剩下的能量表现为光电子的初动能E k ：0E h W k ν=-其中W 0称为金属的逸出功，是使电子脱离金属原子束缚所需做功的最小值，不同金属的逸出功不相同．(3)光电效应的规律：如图1所示①饱和电流逐渐增大两板之间的电压，电流表示数开始时逐渐增大，后保持不变，说明单位时间从K 板逸出的电图1子个数是确定的；光电流的最大值称为饱和电流；入射光的光照强度越大，单位时间内发生光电效应的光电子数目越多，饱和光电流越大；②遏止电压设光电子逸出时的初速度为v 0，改变两极板的电性，使光电子逸出后做减速运动，当电流表示数恰好为零时，两极板间的电压称为遏止电压，用U c 表示：20012c e eU m v h W ν==-可见遏止电压与入射光的频率和金属种类有关，与入射光的光照强度无关； 光电流与电压的关系如图2所示：③截止频率（极限频率）只有入射光的频率超过某一极限值时才会发生光电效应，这个极限值称为入射光的截止频率ν0； 令E k =0，即0=hν0－W 0，解得00W hν=，可见截止频率与金属的种类有关； 若某频率的光照射金属板时不发生光电效应，则无论怎样增大光照强度都不能使金属逸出光电子；而若某频率的光能使金属发生光电效应，极微弱的光照强度也能产生光电子．④瞬时性：当入射光的频率超过截止频率，无论入射光光照强度如何，从照射到逸出光电子的时间不超过10-9s ，即光电效应几乎是瞬时的．2．康普顿效应(1)光的散射：光在介质中与物质微粒相互作用，从而使得传播方向发生变化，这种现象称为光的散射； (2)康普顿效应：美国物理学家康普顿在研究石墨对X 射线的散射作用时，发现部分散射光的波长变长了，经过大量的实验，康普顿提出，光子除了具有能量ε=hν外，同时具有动量p ，如图3所示；图2图3光子的动量为：h pλ=康普顿效应中，光子与晶体中的电子发生碰撞，将一部分动量转移给电子，从而光子的动量减小，对应的波长增大．3．原子结构(1)电子的发现：英国物理学家J．J．汤姆孙认为阴极射线是一种带电粒子流，并在1897年测定了组成阴极射线的粒子的比荷，并将其命名为电子．(2)原子核式结构①汤姆孙的“枣糕模型”：汤姆孙认为原子是一个实心球体，正电荷弥漫性地均匀分布在球体内部，电子镶嵌其中，如图4所示．但“枣糕”模型不能解释高速电子流能透过原子的现象．②卢瑟福的“核式结构”：1911年新西兰英籍物理学家卢瑟福在用α粒子轰击金箔时，发现大部分粒子都穿透金箔，少数粒子有偏转，极少数粒子有较大角度的偏转；卢瑟福认为：在原子内部，正电部分仅占很小的空间，通过计算，原子的直径大约为10-10m，但带正电的核的直径仅有10-15m，而电子充斥在原子空旷的内部中高速运动，如图5所示，这就是卢瑟福提出的原子核式结构．图4(3)质子的发现：1918年，提出原子核式结构的卢瑟福用α粒子轰击氮核得到质子；(4)中子的发现：自卢瑟福发现质子后，科学界认为原子核是由质子组成的，但这与原子的质量有较大的差异，因此卢瑟福预言，原子核内还应有一种不带电的粒子，这种粒子的质量与质子相近；1932年由英国物理学家查德威克利用α粒子轰击铍核得到了这种粒子，并命名为中子．4．玻尔的原子模型利用经典物理学解释原子结构仍然有一定的困难，丹麦物理学家玻尔提出了自己的原子结构假说．(1)轨道量子化电子的轨道半径不是连续的，而是有特定的半径，即电子的轨道是量子化的而不是连续的，原子核内存在分立的轨道；若电子绕原子运动的最小半径为r1，则第n条轨道的半径满足：r n=n2r1电子只能在这些特定的轨道中运动，不可能出现在任意相邻两条轨道之间．(2)能量量子化电子在不同轨道运动时，原子具有不同的能量，玻尔将这些不同的能量值称为能级，原子中具有确定能量的稳定状态称为定态；当电子在最低轨道中运动时，原子具有最小的能量，把原子处于最低能量的状态称为基态，其他能量状态称为激发态；以氢原子核为例，已知电子带电荷量为－e，氢原子核带电荷量为+e，相距为R的Q和q之间具有的电势能为p kQqER=，设电子的轨道半径为r n根据库仑力提供向心力：222nen nv ek mr r=可得电子的动能：22k122e nnkeE m vr==，以及电势能：2p2nkeEr=-故电子在第n条轨道上时，原子的能量为2k p2 nnke E E Er =+=-图5结合r n=n2r1，可知各能级之间的能量满足：12 nE En=氢原子中，E1=－13.6eV．(3)能级跃迁①跃迁：原子由一个能量状态变为另一个能量状态的过程叫做跃迁，对应内部电子轨道的变化，这个过程是不连续的；②频率条件：当电子从某高能级E n向低能级E m跃迁时，会放出能量为hν的光子，hν的大小由前后两个能级的能量差决定：hν=E n－E m，这个规律叫做频率条件；同样，电子从低能级向高能级跃迁时，需要吸收的光子的能量也由频率条件决定，若光子的能量不符合任意两能级的能量差值，电子不会吸收该光子．图6是氢原子的能级图，电子从n=3跃迁至n=1能级；③光子种类：大量电子从第n激发态向基态跃迁时，辐射出的光子种类为(1)2n nk-=种，即跃迁过程中会辐射k种频率的光．④电离：以氢原子为例，使电子彻底脱离原子核束缚的过程称为电离，恰好使电子脱离原子核所需要的能量称为电离能，电子处于不同能级所需要的电离能不相同，即E电=－E n三、考查方向题型1：光电效应的图像分析典例一：（2019高考理综天津卷）如图为a、b、c三种光在同一光电效应装置中测的光电流和电压的关系。
高中物理光电效应知识点总结
高中物理光电效应知识点总结1、光电效应如图1所示，用弧光灯照射锌板，与锌板相连的验电器就带正电，即锌板也带正电这说明锌板在光的照射下发射出了电子。
图1（1）定义：在光的照射下物体发射出电子的现象，叫做光电效应，发射出来的电子叫做光电子。
（2）研究光电效应的实验装置（如图2所示）阴极K和阳极A 是密封在真空玻璃管中的两个电极，K在受到光照时能够发射光电子，电源加在K与A之间的电压大小可以调整，正负极也可以对调。
图22、光电效应的规律（1）光电效应的实验结果首先在入射光的强度与频率不变的情况下，I－U的实验曲线如图3所示，曲线表明，当加速电压U增加到一定值时，光电流达到饱和值Im。
这是因为单位时间内从阴极K射出的光电子全部到达阳极A，若单位时间内从阴极K上逸出的光电子数目为n，则饱和电流Im=ne 式中e为电子电荷量，另一方面，当电压U减小到零，并开始反向时，光电流并没降为零，这就表明从阴极K逸出的光电子具有初动能，所以尽管有电场阻碍它运动，仍有部分光电子到达阳极A，但是当反向电压等于－Uc时，就能阻止所有的光电子飞向阳极A，使光电流降为零，这个电压叫遏止电压，它使具有最大初速度的电子也不能到达阳极A，如果不考虑在测量遏止电压时回路中的接触电势差，那么我们就能根据遏止电压－Uc来确定电子的最大速度vm和最大动能，即图3在用相同频率不同强度的光去照射阴极K时，得到的I－U曲线如图4所示，它显示出对于不同强度的光，Uc是相同的，这说明同频率、不同强度的光所产生的光电子的最大初动能是相同的。
此外，用不同频率的光去照射阴极K时，实验结果是：频率愈高，Uc愈大，如图5，并且与Uc成线性关系，如图6。
频率低于ν0的光，不论强度多大，都不能产生光电子，因此，ν0称为截止频率，对于不同的材料，截止频率不同。
（2）光电效应的实验规律①饱和电流Im的大小与入射光的强度成正比，也就是单位时间内逸出的光电子数目与入射光的强度成正比（见图4）。
高中光电门知识点总结
高中光电门知识点总结一、光电效应的基本原理光电效应是指当金属或半导体等物质受到光的照射后，产生电子的现象。
光电效应的基本原理是光子与物质相互作用，将能量传递给物质中的电子，使其获得足够的能量从而逸出金属或半导体表面，形成电流。
光电效应的发生需要满足一定的条件，主要包括光子能量大于电子逸出功、光子的频率大于临界频率等。
二、光电效应的主要特点1. 具有波粒二象性：光子既具有波动性又具有粒子性，能够实现与物质的相互作用。
2. 具有能量量子化：光电效应的能量是离散的，取决于光子的能量大小，能够准确定位电子的逸出能量。
3. 具有瞬时性：光电效应发生的过程极为迅速，电子被激发后立即逸出金属表面形成电流。
4. 光电子的动能与光子能量呈正比：光电子的动能与光子的能量成正比关系，这一特点是通过实验观测得到的。
三、光电效应与光电倍增管光电效应不仅是一种基础的物理现象，还在现代技术中得到了广泛的应用。
光电效应广泛应用于光电器件中，其中最具代表性的应用之一就是光电倍增管。
光电倍增管是一种光电转换器件，主要用于检测低强度光信号并放大信号强度。
光电倍增管的工作原理是基于光电效应，当光子照射到光阴极上时，能够激发光电子的产生，进而引发电子的法拉德放大效应，最终得到放大的电子信号。
四、光电效应在太阳能电池中的应用太阳能电池是一种将太阳能转化为电能的器件，它利用光电效应的原理将太阳光转化为电能。
太阳能电池的工作原理是当光子照射到半导体材料表面时，光子能量被传递给半导体中的电子，使其跃迁到导带中，从而形成电子-空穴对并形成电流。
光电效应在太阳能电池中得到了充分的应用，使得太阳能电池成为了清洁能源领域里一种重要的能源转换设备，对于缓解能源危机和改善环境污染具有重要的意义。
五、光电效应在信息存储中的应用光电效应还在信息存储领域得到了广泛的应用。
例如，在光盘和DVD光盘等存储介质中，光电效应被用来实现信息的读写。
在这些存储介质中，信息被编码为微小的凸起或凹陷，当激光照射到这些区域时，能够引发相应的光电效应，从而实现信息的读写。
高中物理光电效应知识点总结
高中物理光电效应知识点总结光电效应是物理学中实验数据最丰富的一个研究领域，它指当电离辐射（如可见光、紫外线、X射线）照射到一定的材料上时，材料表面的电荷能产生电流的能力。
这种能力是有特定的物理机理的，并具有重要的工程应用价值，这也是光电效应的主要内容，分为两大块：电子激发和电子传输。
一、电子激发当电离辐射照射到材料表面时，能够将电离辐射的能量转化为激发电子的能量，这称为电子激发现象。
主要存在两种机理：光本征激发和外加电场激发。
（1）光本征激发这种机理是电离辐射照射材料后，光子与物质构成的分子结构相互作用而影响电子结构，从而将一部分能量转移到电子中，使之激发脱离原子核形成自由电子，从而发生放射性光谱或电子解离。
在这种激发机理下，激发时的电离辐射频率(波长)必须与物质的本征能级的处的频率相匹配，该称为“本征”激发。
（2）外加电场激发这种机理是电离辐射能量照射材料表面，使之产生静电场，从而使物理的本征能级的处的电子接受外加的电场能量而产生极化，使电子激发到更高的能级，这称为“外加”激发。
二、电子传输指当电子激发后，由于外加电场及电子与电子之间的相互作用，自由电子与原子之间的距离减少，使形成电子输运现象，常常是以电流的形式表现出来的。
它的特点主要有常数电阻传输、电压控制传输和势垒传输。
（1）常数电阻传输当对系统施加一定的电压时，变化传输系统中电流的大小不受除了温度之外其他因素影响，这称为常数电阻传输。
（2）电压控制传输这种传输现象就是当外加一定的电压时，随电压的升高、降低，电流也发生变化，而且与电压成线性变化，这称为电压控制传输。
（3）势垒传输指当电子在物质中传输时，有一个势垒的屏障阻碍它的传输能力、衰减它的速度；同时它也有一定的电阻，使得电子在传输过程中发出热量，从而阻止其传输，这称为势垒传输。
在物理学研究中，由光电效应产生的传输现象把热量转变成光能，甚至可以产生电子流，在制作电子器件中，常被用来增强电子器件性能，是一种重要的物理现象。
高中物理光电效应笔记
光电效应笔记光电效应是高中物理的一个重要知识点，以下是关于光电效应的一些笔记：一、光电效应现象1.光电效应是指光照在物质上，引起物质电性质发生变化的一类光物理现象。
2.当光照射在物质上时，物质可以吸收光子的能量并把能量转化为电子的运动能量，从而产生光电流。
二、光电效应的基本规律1.每种金属都有一个极限频率，只有光的频率大于这个极限频率时，才能产生光电效应。
2.光电子的最大初动能与光的强度无关，只与光的频率有关。
光的频率越高，光电子的最大初动能越大。
3.光照强度增加，光电流增大。
三、光电效应的应用1.光电管：利用光电效应制成的光电器件。
它有一个光阴极和一个阳极，当光照射在光阴极上时，光阴极会发射电子，电子被阳极收集形成电流。
2.太阳能电池：太阳能电池也是利用光电效应原理工作的。
当太阳光照射在太阳能电池上时，电池中的半导体材料会吸收光子能量，产生电子-空穴对，从而形成电流。
四、注意事项— 1 —1.在研究光电效应时，要注意区分光的频率和强度对光电效应的影响。
2.在计算光电子的最大初动能时，要使用爱因斯坦的光电效应方程：Ekm=hν-W0，其中Ekm是光电子的最大初动能，h是普朗克常量，ν是光的频率，W0是金属的逸出功。
3.在实际应用中，要注意选择合适的光源和光电器件，以达到最佳的效果。
五、光电效应的历史与发展1.光电效应最早由德国物理学家赫兹在1887年发现，但当时并未引起重视。
直到1905年，爱因斯坦提出了光电效应的理论解释，才引起了广泛的关注。
2.1916年，美国物理学家密立根通过实验验证了爱因斯坦的理论，使光电效应成为物理学中的一个重要现象。
3.随着科技的发展，光电效应的应用越来越广泛，如太阳能电池、光电倍增管、光电二极管等。
六、光电效应的类型1.外光电效应：在光线作用下，电子逸出物体表面的现象，称为外光电效应。
如光电管、光电倍增管等器件的工作原理就属于外光电效应。
2.内光电效应：在光线作用下，电子不逸出物体表面，而是在物体内部激发出载流子的现象，称为内光电效应。
光电效应公式总结高中
光电效应公式总结高中在高中物理的学习中，光电效应可是个相当重要的知识点，其中涉及的公式更是我们解题的关键武器。
先来说说光电效应的基本概念吧。
简单来讲，光电效应就是指在光的照射下，金属表面会发射出电子的现象。
这就好比是光给了金属表面的电子一股神秘的力量，让它们“挣脱束缚”，跑了出来。
咱们重点要掌握的光电效应公式有两个。
一个是爱因斯坦光电效应方程：$E_{k} = h\nu - W_{0}$ 。
这里的$E_{k}$表示光电子的最大初动能，$h$是普朗克常量，$\nu$是入射光的频率，$W_{0}$则是金属的逸出功。
这个公式告诉我们，光电子的最大初动能跟入射光的频率和金属的逸出功有着密切的关系。
另一个重要公式是截止频率的公式：$\nu_{c} = \frac{W_{0}}{h}$ 。
截止频率就是能让光电效应刚好发生的入射光的最小频率。
为了让大家更好地理解这些公式，我给大家讲个我自己的经历。
有一次，我在给学生们讲光电效应的课，有个学生一脸迷茫地问我：“老师，这光电效应到底有啥用啊？”我笑了笑，从兜里掏出了手机，跟他说：“你看，咱们这手机的摄像头，能拍照能录像，靠的就是光电效应把光变成电信号啊。
还有太阳能电池板，也是利用光电效应把光能转化为电能的。
”那孩子眼睛一下子亮了起来，好像突然明白了这看似抽象的知识其实就在我们身边。
在解题的时候，咱们得先判断题目给出的条件，看看是让求光电子的最大初动能，还是求逸出功或者截止频率。
比如说，如果题目告诉你入射光的频率和金属的逸出功，让你求光电子的最大初动能，那直接代入爱因斯坦光电效应方程就能算出来。
再比如说，如果告诉你某种金属能发生光电效应的最小频率，让你求它的逸出功，那这时候就得用到截止频率的公式啦。
总之，掌握好光电效应的公式，再结合题目中的具体条件，认真分析，就能轻松解决相关的问题。
光电效应公式虽然重要，但也别被它们吓住。
多做几道练习题，多想想实际生活中的例子，慢慢地就能熟练运用啦。
高中物理必备知识点 光的粒子性总结
17．2 科学的转折：光的粒子性（一）知识巩固：1．光电效应概念：在光(包括不可见光)的照射下，从物体发射电子的现象叫做光电效应。
发射出来的电子叫做光电子。
2．光电效应的实验规律（1）光电效应实验光线经石英窗照在阴极上，便有电子逸出，光电子在电场作用下形成光电流。
概念：遏止电压将开关反接，电场反向，则光电子离开阴极后将受反向电场阻碍作用。
当 K 、A 间加反向电压，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。
U c 称遏止电压。
根据动能定理，有 （2）光电效应实验规律① 光电流与光强的关系饱和光电流强度与入射光强度成正比。
② 截止频率νc ----极限频率对于每种金属材料，都相应的有一确定的截止频率νc 。
当入射光频率ν>νc 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。
③ 光电效应是瞬时的。
从光开始照射到光电子逸出所需时间<10-9s 。
3．光电效应解释中的疑难经典理论无法解释光电效应的实验结果。
为了解释光电效应，爱因斯坦在能量子假说的基础上提出光子理论，提出了光量子假设。
4．爱因斯坦的光量子假设（1）内容光不仅在发射和吸收时以能量为h ν的微粒形式出现，而且在空间传播时也是如此。
也就是说，频率为ν 的光是由大量能量为 E =h ν的光子组成的粒子流，这些光子沿光的传播方向以光速 c 运动。
（2）爱因斯坦光电效应方程在光电效应中金属中的电子吸收了光子的能量，一部分消耗在电子逸出功W 0，另一部分变为光电子逸出后的动能 E k 。
由能量守恒可得出：（3）爱因斯坦对光电效应的解释：①光强大，光子数多，释放的光电子也多，所以光电流也大。
②电子只要吸收一个光子就可以从金属表面逸出，所以不需时间的累积。
③从方程可以看出光电子初动能和照射光的频率成线性关系 ④从光电效应方程中，当初动能为零时，可得极限频率：h W c 0=ν 221c e v m c eU =0W E h k +=ν5．康普顿效应（1）光的散射光在介质中与物质微粒相互作用，因而传播方向发生改变，这种现象叫做光的散射。
高中物理光电效应汇总
1．光电效应的四点规律1任何一种金属都有一个截止频率νc,入射光的频率必须大于νc,才能产生光电效应,与入射光的强度及照射时间无关．2光电子的最大初动能与入射光的强度无关,只与入射光的频率有关．3当产生光电效应时,单位时间内从金属表面逸出的电子数与入射光的强度有关．4光电效应几乎是瞬时的,发生的时间一般不超过10－9 s. 2．掌握三个概念的含义1入射光频率决定着能否发生光电效应和光电子的最大初动能．2对于一定频率的光,入射光的强度决定着单位时间内发射的光子数；2．光电效应方程1表达式：hν＝E k＋W0或E k＝hν－W0.2对光电效应方程的理解：能量为ε＝hν的光子被电子所吸收,电子把这些能量的一部分用来克服金属表面对它的吸引,另一部分就是电子离开金属表面时的动能．如果克服吸引力做功最少为W0,电子离开金属表面时最大初动能为E k,则根据能量守恒定律可知：E k＝hν－W0.3．光电效应方程说明了产生光电效应的条件．若有光电子逸出,则光电子的最大初动能必须大于零,即E k ＝hν－W0>0,亦即hν>W0,ν>错误!＝νc,而νc＝错误!恰好是光电效应的截止频率．1.最大初动能E k与入射光频率ν的关系图线1.极限频率：图线与ν轴交点的横坐标νc2.逸出功：图线与E k轴交点的纵坐标的绝对值W0＝|－E|＝E3.普朗克常量：图线的斜率k＝hν图线是一条倾斜直线,但不过原点,其与横轴、纵轴交点的坐标值分别表示极限频率和金属逸出功;2.颜色相同、强度不同的光,光电流与电压的关系1遏止电压U c：图线与横轴的交点2饱和光电流I m：电流的最大值3最大初动能：E km＝eU c4由I-U图线可以看出,光电流并不是随加速电压的增大而一直增大;3.颜色不同时,光电流与电压的关系1.遏止电压U c1、U c22.饱和光电流3.最大初动能E k1＝eU c1,E k2＝eU c24.在I-U图线上可以得出的结论：同一频率的光,即使强度不同,反向遏止电压也相同,不同频率的光,反向遏止电压不同,且频率越高,反向遏止电压越大;4.遏止电压U c与入射光频率ν的关系图线1.截止频率νc：图线与横轴的交点2.遏止电压U c：随入射光频率的增大而增大3.普朗克常量h：等于图线的斜率与电子电量的乘积,即h ＝ke;注：此时两极之间接反向电压4. 如图所示,当电键K断开时,用光子能量为 eV的一束光照射阴极P,发现电流表读数不为零.合上电键,调节滑动变阻器,发现当电压表读数小于V时,电流表读数仍不为零.当电压表读数大于或等于 V时,电流表读数为零.由此可知阴极材料的逸出功为eV eVeV eV1.在光电效应现象中,下列说法中正确的是A.入射光的强度越大,光电子的最大初动能越大B.光电子的最大初动能随入射光的频率增大而增大C.对于任何一种金属都存在一个“最大波长”,入射光的波长必须小于此波长,才能产生光电效应D.对于某种金属,只要入射光的强度足够大,就会发生光电效应2.当用绿光照射光电管阴极K时,可以发生光电效应,则下列说法正确的是A.增大绿光照射强度,光电子的最大初动能增大B.增大绿光照射强度,电路中光电流增大C.改用比绿光波长大的光照射光电管阴极K时,电路中一定有光电流D.改用比绿光频率大的光照射光电管阴极K时,电路中一定有光电流4．现有a、b、c三束单色光,其波长关系为λa＞λb＞λc．用b光束照射某种金属时,恰能发生光电效应．若分别用a光束和c光束照射该金属,则可以断定．A．a光束照射时,不能发生光电效应B．c光束照射时,不能发生光电效应C．a光束照射时,释放出的光电子数目最多D．c光束照射时,释放出的光电子的最大初动能最小3.下列对光电效应的解释正确的是A.金属内的每个电子要吸收一个或一个以上的光子,当它积累的能量足够大时,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同的,因此使不同金属产生光电效应的入射光的最小频率也不同4.某光电管的阴极是用金属钾制成的,它的逸出功为 eV,用波长为×10－7 m的紫外线照射阴极.已知真空中光速为×108 m/s,元电荷为×10－19 C,普朗克常量为×10－34J·s,求得钾的极限频率和该光电管发射的光电子的最大初动能应分别14 Hz, J 14 Hz, ×10－19 J33 Hz, J 33 Hz, ×10－19 J5、红、橙、黄、绿四种单色光中,光子能量最小的是A．红光 B．橙光C．黄光 D．绿光5已知铯的截止频率为×1014 Hz,钠的截止频率是×1014 Hz,锶的截止频率是×1015 Hz,铂的截止频率是×1015 Hz,当用波长为μm的光照射它们时,能发生光电效应的是A．铯和钠 B．钠和锶C．锶和铂 D．铂和铯12.2006江苏高考,6研究光电效应规律的实验装置如图2-1-11所示,以频率为ν的光照射光电管阴极K时,有光电子产生,由于光电管K、A间加的是反向电压,光电子从阴极K发射后将向阳极A做减速运动.光电流i由图中电流计G测出,反向电压U由电压表V测出.当电流计的示数恰好为零时,电压表的示数称为反向截止电压U0.在图2-1-12中表示光电效应实验规律的图象中,错误的是10．如图所示是光电效应中光电子的最大初动能E k与入射光频率ν的关系图象．从图中可知A．E k与ν成正比B．入射光频率必须大于或等于极限频率νc时,才能产生光电效应C ．对同一种金属而言,E k 仅与ν有关D ．E k 与入射光强度成正比3．实验得到金属钙的光电子的最大初动能E km 与入射光频率ν的关系如图2-1-4所示．下表中列出了几种金属的截止频率和逸出功,参照下表可以确定的是A.如用金属钨做实验得到的E km -ν图线也是一条直线,其斜率比图中直线的斜率大B ．如用金属钠做实验得到的E km -ν图线也是一条直线,其斜率比图中直线的斜率大C ．如用金属钠做实验得到的E km -ν图线也是一条直线,设其延长线与纵轴交点的坐标为0,－E k2,则E k2<E k1D ．如用金属钨做实验,当入射光的频率ν<ν1时,不可能有光电子逸出E ．用金属钨、钙、钠做实验得到的E km -ν图线都是一条直线,且这三条直线相互平行 金属钨 钙 钠 截止频率ν0/1014 Hz逸出功W /eV19. 用不同频率的光分别照射钨和锌,产生光电效应,根据实验可画出光电子的最大初动能E k随入射光频率ν变化的E k-ν图线．已知钨的逸出功是eV,锌的逸出功为eV,若将二者的图线画在同一个E k-ν坐标系中,则正确的图是23. 多选如图所示是研究光电效应的电路．某同学利用该装置在不同实验条件下得到了三条光电流I与A、K两极之间的电极U AK的关系曲线甲光、乙光、丙光,如图所示．则下列说法正确的是A．甲光对应的光电子的最大初动能小于丙光对应的光电子的最大初动能B．甲光和乙光的频率相同,且甲光的光强比乙光强C．丙光的频率比甲、乙光的大,所以光子的能量较大,丙光照射到K极到电子从K极射出的时间间隔明显小于甲、乙光相应的时间间隔D．用强度相同的甲、丙光照射该光电管,则单位时间内逸出的光电子数相等13、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,如图所示.则可判断出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3．用如图甲所示的电路研究光电效应中光电流强度与照射光的强弱、频率等物理量的关系;图中A、K两极间的电压大小可调,电源的正负极也可以对调;分别用a、b、c三束单色光照射,调节A、K间的电压U,得到光电流I与电压U 的关系如图乙所示;由图可知A．单色光a和c的频率相同,但a光强度更强些B．单色光a和c的频率相同,但a光强度更弱些C．单色光b的频率小于a的频率D．改变电源的极性不可能有光电流产生4．研究光电效应的电路如图2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13.多选一含有光电管的电路如图甲所示,乙图是用a、b、c 光照射光电管得到的I﹣U图线,Uc1、Uc2表示截止电压,下列说法正确的是A．甲图中光电管得到的电压为正向电压B．a、b光的波长相等C．a、c光的波长相等D．a、c光的光强相等·济宁一模图甲是光电效应的实验装置图,图乙是光电流与加在阴极K和阳极A上的电压的关系图像,下列说法正确的是A．由图线①、③可知在光的颜色不变的情况下,入射光越强,饱和电流越大B．由图线①、②、③可知对某种确定的金属来说,其遏止电压只由入射光的频率决定C．只要增大电压,光电流就会一直增大D．遏止电压越大,说明从该金属中逸出的光电子的最大初动能越大针对训练利用光电管研究光电效应实验如图4所示,用频率为ν的可见光照射阴极K,电流表中有电流通过,则A．用紫外线照射,电流表不一定有电流通过B．用红光照射,电流表一定无电流通过C．用频率为ν的可见光照射K,当滑动变阻器的滑动触头移到A端时,电流表中一定无电流通过D．用频率为ν的可见光照射K,当滑动变阻器的滑动触头向B端滑动时,电流表示数可能不变7．如图3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,与纵轴的交点坐标为．由图可知A．该金属的截止频率为×1014 HzB．该金属的截止频率为×1014 HzC．该图线的斜率表示普朗克常量的倒数D．该金属的逸出功为eV10．在做光电效应的实验时,某金属被光照射发生了光电效应,实验测得光电子的最大初动能E k与入射光的频率ν的关系如图所示．由实际图线可求出A．该金属的极限频率和极限波长B．普朗克常量C．该金属的逸出功D．单位时间内逸出的光电子数1.如图所示,用某单色光照射光电管的阴板K,会发生光电效应;在阳极A和阴极K之间加上反向电压,通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大加在光电管上的电压,直至电流表中电流恰为零,此时电压表的电压值U称为反向遏止电压;现分别用频率为ν1和ν2的单色光照射阴极,测得反向遏止电压分别为U1和U2,设电子的质量为m、电荷量为e,下列说法正确的是A．频率为ν1的光照射时,光电子的最大初速度为错误!B．频率为ν2的光照射时,光电子的最大初速度为错误!C．阴极K金属的逸出功为W＝错误!D．阴极K金属的极限频率是ν0＝错误!3．光电效应实验装置示意如图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可能是其中W为逸出功,h为普朗克常量,e为电子电荷量A．U＝错误!－错误!B．U＝错误!－错误!C．U＝2hν－W D．U＝错误!－错误!3．如图1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单色光照射光电管时不发生光电效应,则A．A光的强度大于B光的强度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的电流方向是由a 流向bD．用A光照射光电管时流过电流表G的电流方向是由b 流向a9．多选2017·恩施模拟用如图12-1-11所示的装置演示光电效应现象．当用某种频率的光照射到光电管上时,电流表G的读数为i.若改用更高频率的光照射,此时A．将电池正的极性反转,则光电管中没有光电子产生B．将开关S断开,则有电流流过电流表GC．将变阻器的触点c向b移动,光电子到达阳极时的速度可能变小D．只要电源的电动势足够大,将变阻器的触点c向a端移动,电流表G的读数必将变大、B两束不同频率的光波均能使某金属发生光电效应,如果产生光电流的最大值分别是I A和I B,且I A＜I B,则下述关系正确的是A．照射光的波长λA＜λBB．照射光的光子能量E A＜E BC．单位时间里照射到金属板的光子数N A＜N BD．照射光的频率νA＜νB。
完整版)高中物理光电效应知识点
完整版)高中物理光电效应知识点光电效应和氢原子光谱光电效应现象光电效应是指金属受到光照射后，会释放出电子的现象。
实验发现，金属有一个极限频率，只有入射光的频率大于这个极限频率才能发生光电效应。
而光电子的最大初动能与入射光的强度无关，而是随着入射光频率的增大而增大。
同时，大于极限频率的光照射金属时，光电流强度与入射光强度成正比。
但金属受到光照射时，光电子的发射一般不超过10^9/s。
光子说XXX提出了光子说，即空间传播的光不是连续的，而是由一个个光子组成。
光子的能量与光的频率成正比，可以用公式ε=hν来表示，其中h为普朗克常量，约为6.63×10^-34 XXX。
光电效应方程光电效应方程可以用hν=E_k+W或E_k=hν-W来表示。
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，剩下的表现为逸出后电子的最大初动能E_k=mv^2/2.α粒子散射实验与核式结构模型XXX的α粒子散射实验装置可以用来研究原子的结构。
实验发现，绝大多数α粒子穿过金箔后仍然沿原来的方向前进，但少数α粒子发生了大角度偏转，极少数甚至被撞了回来。
这表明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。
氢原子光谱和玻尔理论光谱是用光栅或棱镜把光按波长展开，获得光的波长(频率)和强度分布的记录。
氢原子光谱的实验规律是巴耳末线系，其波长公式为λ=R(1/2^2-1/n^2)，其中R为XXX常量，n为量子数。
玻尔理论认为原子只能处于一系列不连续的能量状态中，这些状态称为定态。
在定态中，原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量。
当原子从一种定态跃迁到另一种定态时，会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。
的说明如下：n：主量子数，表示电子所处的能级，n越大，能级越高，电子离核越远。
l：角量子数，表示电子轨道的角动量大小，l取值为0到n-1.m：磁量子数，表示电子轨道在空间中的方向，取值为-l到l。
(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.。
高中物理光电效应知识点总结-精选范文
高中物理光电效应知识点总结高中物理光电效应知识点（一）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92.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=6.63×1034 J·s.3.光电效应方程(1)表达式：hν=Ek+W0或Ek(2)hν，这些能量的一部分用来克服金属的逸出功W0，剩下的表现为逸出后电子的最大初动能Ekv2.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)(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R()(n=3,4,5，?)，R是里德伯常量，R=1.10×10 m，n为量子数.2.玻尔理论(1)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hνh是普朗克常量，h=6.63×1034 J·s)(3)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n?n-1?(1)一群氢原子跃迁发出可能的光谱线数为N=C2=，一个氢原子跃迁发出可能n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..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.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，Ek=hν-W0.如图13-2-4所示.5.用光电管研究光电效应(1)常见电路(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? ?每秒钟逸出的光电子数——决定着光电???流的强度光电子???光电子逸出后的最大初动能?1mv???强度——决定着每秒钟光源发射的光子数照射光??频率——决定着每个光子的能量ε=hν? 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.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n?n-1?(1)一群氢原子跃迁发出可能的光谱线条数为N=C2=. n(2)一个氢原子跃迁发出可能的光谱线条数最多为(n-1).高中物理光电效应知识点（二）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：AZX→Z-2Y Aβ衰变：AZX→Z+1Y(3)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1.5×1015 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=Δmc【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11N余=N原t/τ，m余=m原()t/τ22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能用等号连接.来写核反应方程.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;(2)核反应遵守动量守恒和能量守恒定律，因此我们;规律总结;2根据ΔE=Δmc计算核能时，若Δm以千克为单位;(1)应用ΔE=Δmc2：先计算质量亏损Δm，注意Δm的单位1 u=1.66×1027 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2根据ΔE=Δmc计算核能时，若Δm以千克为单位，“c”代入3×1082若Δm以“u”为单位，则由1uc=931.5_MeV得ΔE=Δm×931.5_MeV.高中物理光的本质知识点一、波的干涉和衍射：1、干涉：两列频率相同的波相互叠加，在某些地方振动加强，某些地方振动减弱，这种现象叫波的干涉;(1)发生干涉的条件：两列波的频率相同;(2)波峰与波峰重叠、波谷与波谷重叠振动加强;波峰与波谷重叠振动减弱;(3)振动加强的区域的振动位移并不是一致最大;2、衍射：波绕过障碍物，传到障碍物后方的现象，叫波的衍射;(隔墙有耳) 能观察到明显衍射现象的条件是：障碍物或小孔的尺寸比波长小，或差不多;3、衍射和干涉是波的特性，只有某物资具有这两种性质时，才能说该物资是波;二、光的电磁说：1、光是电磁波：(1)光在真空中的传播速度是3.0×108m/s;(2)光的传播不需要介质;(3)光能发生衍射、干涉现象;2、电磁波谱：无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线;(1)从左向右，频率逐渐变大，波长逐渐减小;(2)从左到右，衍射现象逐渐减弱;(3)红外线：热效应强，可加热，一切物体都能发射红外线;(4)紫外线：有荧光效应、化学效应能，能辨比细小差别，消毒杀菌;3、光的衍射：特例：萡松亮斑;4、光的干涉：(1)双缝(双孔)干涉：波长越长、双孔距离越小、光屏间距离越大，相邻亮条纹间的距离越大;(2)薄膜干涉：特例：肥皂泡上的彩色条纹;检测工件的平整性，夏天油路上油滴成彩色猜你感兴趣：1.高中物理关于向心加速度的知识点总结2.高中物理基础知识总结3.高三物理学习方法指导与学习方法总结4.高考物理考点总结高考物理复习纲要5.高一物理复习知识点总结6.高一必修一物理知识点归纳。
高中物理高考 专题31 光电效应(解析版)
2020届高考物理一轮复习热点题型归纳与变式演练专题31 光电效应【专题导航】目录热点题型一光电效应现象和光电效应方程的应用 (1)热点题型二光电效应的图象问题 (3)（一）对E k－ν图象的理解 (4)（二）对I－U图象的理解 (5)（三）对Uc－ν图象的理解 (7)热点题型三对光的波粒二象性的理解 (8)【题型演练】 (9)【题型归纳】热点题型一光电效应现象和光电效应方程的应用1．对光电效应的四点提醒(1)能否发生光电效应，不取决于光的强度而取决于光的频率．(2)光电效应中的“光”不是特指可见光，也包括不可见光．(3)逸出功的大小由金属本身决定，与入射光无关．(4)光电子不是光子，而是电子．2．两条对应关系(1)光强大→光子数目多→发射光电子多→光电流大；(2)光子频率高→光子能量大→光电子的最大初动能大．3．定量分析时应抓住三个关系式(1)爱因斯坦光电效应方程：E k＝hν－W0.(2)最大初动能与遏止电压的关系：E k＝eU c.(3)逸出功与极限频率的关系：W0＝hνc.4．区分光电效应中的四组概念(1)光子与光电子：光子指光在空间传播时的每一份能量，光子不带电；光电子是金属表面受到光照射时发射出来的电子，其本质是电子．(2)光电子的动能与光电子的最大初动能：电子吸收光子能量后，一部分克服阻碍作用做功，剩余部分转化为光电子的初动能，只有直接从金属表面飞出的光电子才具有最大初动能．(3)光电流和饱和光电流：金属板飞出的光电子到达阳极，回路中便产生光电流，随着所加正向电压的增大，光电流趋于一个饱和值，这个饱和值是饱和光电流，在一定的光照条件下，饱和光电流与所加电压大小无关．(4)入射光强度与光子能量：入射光强度指单位时间内照射到金属表面单位面积上的总能量．【例1】(2018·高考全国卷Ⅱ)用波长为300 nm 的光照射锌板，电子逸出锌板表面的最大初动能为1.28×10－19 J ．已知普朗克常量为6.63×10－34J·s ，真空中的光速为3.00×108 m·s －1.能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为( ) A ．1×1014 Hz B ．8×1014 Hz C ．2×1015 Hz D ．8×1015 Hz【答案】B【解析】设单色光的最低频率为v 0，由E k ＝hv －W 0知E k ＝hv 1－W 0,0＝hv 0－W 0，又知v 1＝c λ，整理得v 0＝c λ－E kh，代入数据解得v 0≈8×1014 Hz. 【变式1】．(2019·山东泰安检测)如图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( )A ．若增加电路中电源电压，电路中光电流一定增大B ．若将电源极性反接，电路中一定没有光电流产生C ．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D ．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 【答案】D【解析】光电流的强度与入射光的强度有关，当光越强时，光电子数目会增多，初始时电压增加光电流可能会增加，当达到饱和光电流后，再增大电压，光电流不会增大，故A 错误；将电路中电源的极性反接，电子受到电场阻力，到达A极的数目会减小，则电路中电流会减小，甚至没有电流，故B错误；波长为λ1(λ1>λ0)的光的频率有可能大于极限频率，电路中可能有光电流，故C错误；波长为λ2(λ2<λ0)的光的频率一定大于极限频率，电路中一定有光电流，故D正确．【变式2】(2017·高考全国卷Ⅱ)在光电效应实验中，分别用频率为νa、νb的单色光a、b照射到同种金属上，测得相应的遏止电压分别为U a和U b、光电子的最大初动能分别为E k a和E k b.h为普朗克常量．下列说法正确的是()A．若νa>νb，则一定有U a<U b B．若νa>νb，则一定有E k a>E k bC．若U a<U b，则一定有E k a<E k b D．若νa>νb，则一定有hνa－E k a>hνb－E k b【答案】BC【解析】由爱因斯坦光电效应方程E km＝hν－W0，又由动能定理有E km＝eU c，当νa>νb时，E k a>E k b，U a>U b，A错误，B正确；若U a<U b，则有E k a<E k b，C正确；同种金属的逸出功不变，则W0＝hν－E km不变，D错误．热点题型二光电效应的图象问题（一）对E k－ν图象的理解由E k－ν图象可以得到的信息(1)极限频率：图线与ν轴交点的横坐标νc.(2)逸出功：图线与E k轴交点的纵坐标的绝对值E＝W0.(3)普朗克常量：图线的斜率k＝h.【例2】．(2019·南平市检测)用如图甲所示的装置研究光电效应现象．闭合电键S，用频率为ν的光照射光电管时发生了光电效应．图乙是该光电管发生光电效应时光电子的最大初动能E k与入射光频率ν的关系图象，图线与横轴的交点坐标为(a,0)，与纵轴的交点坐标为(0，－b)，下列说法中正确的是()A．普朗克常量为h＝abB．断开电键S后，电流表G的示数不为零C．仅增加照射光的强度，光电子的最大初动能将增大D．保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，电流表G的示数保持不变【答案】B【解析】由hν＝W0＋E k，变形得E k＝hν－W0，可知图线的斜率为普朗克常量，即h＝ba，故A错误；断开电键S后，仍有光电子产生，所以电流表G的示数不为零，故B正确；只有增大入射光的频率，才能增大光电子的最大初动能，与光的强度无关，故C错误；保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，单个光子的能量增大，而光的强度不变，那么光子数一定减少，发出的光子数也减少，电流表G的示数要减小，故D错误．【变式1】(多选)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4.27，与纵轴交点坐标0.5)．由图可知()A．该金属的截止频率为4.27×1014 Hz B．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 eV【答案】AC【解析】图线在横轴上的截距为截止频率，A正确、B错误；由光电效应方程E k＝hν－W0，可知图线的斜率为普朗克常量，C正确；金属的逸出功为：W0＝hν0＝6.63×10－34×4.27×10141.6×10－19eV≈1.77 eV，D错误．【变式2】.(多选)(2019·山东天成大联考)某种金属发生光电效应时，光电子的最大初动能E k与入射光频率ν的关系如图所示，E、ν0为已知量，由图线信息可知()A．逸出功W0＝E B．图象的斜率表示普朗克常量的倒数C．图中E与ν0的值与入射光的强度、频率均无关D．若入射光频率为3ν0，则光电子的最大初动能为3E 【答案】AC【解析】根据光电效应方程有E k＝hν－W0，根据数学函数知图象与纵坐标的交点表示逸出功，所以逸出功W0＝E，图象的斜率表示普朗克常量，故A正确，故B错误；逸出功和极限频率的大小与入射光的强度、频率均无关，由金属本身决定，故C正确；根据光电效应方程：E k＝hν－W0，当入射光频率为3ν0，则光电子的最大初动能为2E，故D错误．（二）对I－U图象的理解由I－U图象可以得到的信息(1)遏止电压U c ：图线与横轴的交点的绝对值． (2)饱和光电流I m ：电流的最大值． (3)最大初动能：E km ＝eU c .【例2】(2019·河南新乡模拟)如图甲所示，用频率为ν0的光照射某种金属发生光电效应，测出光电流i 随电 压U 的变化图象如图乙所示，已知普朗克常量为h ，光电子带电荷量为e .下列说法中正确的是 ( )A. 入射光越强，光电子的能量越高 B ．光电子的最大初动能为hν0C ．该金属的逸出功为hν0—eU 0D ．用频率为eU 0h 的光照射该金属时不可能发生光电效应【答案】C【解析】根据光电效应的规律可知，入射光的频率越大，则逸出光电子的能量越大，与光强无关，选项A 错误；根据光电效应的规律，光电子的最大初动能为E km ＝hν0－W 逸出功，选项B 错误；由图象可知E km ＝ eU 0，则该金属的逸出功为hν0－eU 0，选项C 正确；频率为eU 0h 的光的能量为hν＝ eU 0，当大于金属的逸出功(hν0－eU 0)时，同样可发生光电效应，选项D 错误；故选C.【变式】．在光电效应实验中，某同学用同一光电管在不同实验条件下得到三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光)，如图所示．则可判断出( )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 ．乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率D ．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光对应的光电子最大初动能 【答案】B【解析】由图象知，甲、乙光对应的遏止电压相等，由eU c ＝E k 和hν＝W 0＋E k 得甲、乙光频率相等，A 错误；丙光的频率大于乙光的频率，则丙光的波长小于乙光的波长，B 正确；由hνc ＝W 0得甲、乙、丙光对应的截止频率相同，C 错误；由光电效应方程知，甲光对应的光电子最大初动能小于丙光对应的光电子最大初动能，D 错误．（三）对Uc －ν图象的理解 由U c －ν图象可以得到的信息(1)截止频率νc ：图线与横轴的交点．(2)遏止电压U c ：随入射光频率的增大而增大．(3)普朗克常量h ：等于图线的斜率与电子电荷量的乘积，即h ＝ke .(注：此时两极之间接反向电压) 【例4】．(多选)(2019·重庆万州月考)某金属在光的照射下产生光电效应，其遏止电压U c 与入射光频率ν的关系图象如图所示．则由图象可知 ( )A ．该金属的逸出功等于hν0B ．遏止电压是确定的，与入射光的频率无关C ．入射光的频率为2ν0时，产生的光电子的最大初动能为hν0D ．入射光的频率为3ν0时，产生的光电子的最大初动能为hν0 【答案】AC【解析】当遏止电压为零时，最大初动能为零，则入射光的能量等于逸出功，所以W 0＝hν0，故选项A 正确；根据光电效应方程E km ＝hν－W 0和－eU c ＝0－E km 得，U c ＝h e ν－W 0e ，可知当入射光的频率大于极限频率时，遏止电压与入射光的频率成线性关系，故选项B 错误；从图象上可知， 逸出功W 0＝hν0.根据光电效应方程E km ＝h ·2ν0－W 0＝hν0，故选项C 正确；E km ＝h ·3ν0－W 0＝2hν0，故选项D 错误．【变式】. 在某次光电效应实验中，得到的遏止电压U c 与入射光的频率ν的关系如图所示．若该直线的斜率和纵轴截距分别为k 和b ，电子电荷量的绝对值为e ，则普朗克常量可表示为________，所用材料的逸出功可表示为________．【答案】ek －eb【解析】根据光电效应方程E km ＝hν－W 0及E km ＝eU c 得U c ＝hνe －W 0e ，故h e ＝k ，b ＝－W 0e ，得h ＝ek ，W 0＝－eb .热点题型三 对光的波粒二象性的理解 对波粒二象性的理解【例5】1927年戴维逊和革末完成了电子衍射实验，该实验是荣获诺贝尔奖的重大近代物理实验之一．如图所示的是该实验装置的简化图，下列说法正确的是( )A ．亮条纹是电子到达概率大的地方B ．该实验说明物质波理论是正确的C ．该实验再次说明光子具有波动性D ．该实验说明实物粒子具有波动性 【答案】ABD.【解析】电子属于实物粒子，电子衍射实验说明电子具有波动性，说明物质波理论是正确的，与光的波动性无关，B 、D 正确，C 错误；物质波也是概率波，亮条纹是电子到达概率大的地方，A 正确． 【变式1】实物粒子和光都具有波粒二象性．下列事实中突出体现波动性的是( )A ．电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样B ．β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹C ．人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构D ．人们利用电子显微镜观测物质的微观结构 【答案】 ACD【解析】 电子束通过双缝产生干涉图样，体现的是波动性，A 正确；β射线在云室中留下清晰的径迹，不能体现波动性，B 错误；衍射体现的是波动性，C 正确；电子显微镜利用了电子束波长短的特性，D 正确． 【变式2】关于物质的波粒二象性，下列说法正确的是 ( )A ．光的波长越短，光子的能量越大，光的粒子性越明显B ．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C ．光电效应现象揭示了光的粒子性D ．实物的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性 【答案】ABC【解析】据ν＝cλ可知光的波长越短则频率越大，据E ＝hν可知光能量越大，A 正确；波粒二象性是微观世界特有的规律，一切运动的微粒都具有波粒二象性，B 正确；光电效应现象说明光具有粒子性，C 正确；由德布罗意理论知，宏观物体的德布罗意波的波长太小，实际很难观察到波动性，但仍具有波粒二象性，D 错误． 【题型演练】1．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( )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 【答案】D【解析】光具有波粒二象性，这些照片说明少量光子的运动显示粒子性，大量光子的运动显示波动性，故D正确．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【答案】A【解析】光的频率不变，表示光子能量不变，光的强度减弱，仍会有光电子从该金属表面逸出，逸出的光电子的最大初动能也不变；而减弱光的强度，逸出的光电子数就会减少，选项A正确．3．在光电效应实验中，用同一种单色光，先后照射锌和银的表面，都能发生光电效应．对于这两个过程，下列四个物理过程中，一定相同的是()A．遏止电压B．饱和光电流C．光电子的最大初动能D．逸出功【答案】B【解析】同一种单色光照射不同的金属，入射光的频率和光子能量一定相同，金属逸出功不同，根据光电效应方程E km＝hν－W0知，最大初动能不同，则遏止电压不同；同一种单色光照射，入射光的强度相同，所以饱和光电流相同．故选项B正确．4．(2019·西藏拉萨中学六次月考)关于光电效应的规律，下面说法正确的是()A．当某种色光照射金属表面时，能产生光电效应，入射光的频率越高，产生的光电子最大初动能也就越大B．当某种色光照射金属表面时，能产生光电效应，如果入射光的强度减弱，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C．对某金属来说，入射光波长必须大于一极限值才能产生光电效应D．同一频率的光照射不同的金属，如果都能产生光电效应，则所有金属产生的光电子的最大初动能一定相同【答案】A【解析】根据光电效应方程E km＝hν－W0，知入射光的频率越高，产生的光电子的最大初动能越大，故A 正确．光电效应具有瞬时性，入射光的强度不影响发出光电子的时间间隔，故B错误．发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，即入射光的波长小于金属的极限波长，故C错误．不同的金属逸出功不同，根据光电效应方程E km＝hν－W0，知同一频率的光照射不同金属，如果都能产生光电效应，光电子的最大初动能不同，故D 错误．5.(2019·北京朝阳模拟)用绿光照射一个光电管，能产生光电效应．欲使光电子从阴极逸出时最大初动能增大，可以( )A ．改用红光照射B ．改用紫光照射C ．改用蓝光照射D ．增加绿光照射时间【答案】BC.【解析】光电子的最大初动能与照射时间或照射强度无关，而与入射光子的能量有关，入射光子的能量越大，光电子从阴极逸出时最大初动能越大，所以本题中可以改用比绿光光子能量更大的紫光、蓝光照射，以增大光电子从阴极逸出时的最大初动能．6. (2019·河北保定模拟)如图所示，这是一个研究光电效应的电路图，下列叙述中正确的是( )A ．只调换电源的极性，移动滑片P ，当电流表示数为零时，电压表示数为遏止电压U 0的数值B ．保持光照条件不变，滑片P 向右滑动的过程中，电流表示数将一直增大C ．不改变光束颜色和电路，增大入射光束强度，电流表示数会增大D ．阴极K 需要预热，光束照射后需要一定的时间才会有光电流【答案】AC.【解析】只调换电源的极性，移动滑片P ，电场力对电子做负功，当电流表示数为零时，则有eU ＝12mv 2m，那么电压表示数为遏止电压U 0的数值，故A 项正确；当其他条件不变，P 向右滑动，加在光电管两端的电压增加，光电子运动更快，由I ＝q t得电流表读数变大，若电流达到饱和电流，则电流表示数不会增大，B 项错误；只增大入射光束强度时，单位时间内光电子数变多，电流表示数变大，C 项正确；因为光电效应的发生是瞬间的，阴极K 不需要预热，所以D 项错误．7.(2019·哈尔滨六中二次模拟)某半导体激光器发射波长为1.5×10－6 m ，功率为5.0×10－3 W 的连续激光．已 知可见光波长的数量级为10－7 m ，普朗克常量h ＝6.63×10－34 J·s ，该激光器发出的 ( ) A ．是紫外线 B ．是红外线C ．光子能量约为1.3×10－13 JD ．光子数约为每秒3.8×1016个【答案】BD【解析】波长的大小大于可见光的波长，属于红外线，故A错误，B正确．光子能量E＝h cλ＝6.63×10－34×3×1081.5×10－6J＝1.326×10－19 J，故C错误．每秒钟发出的光子数n＝PtE≈3.8×1016，故D正确．9.(2019·辽宁鞍山一中模拟)按如图的方式连接电路，当用紫光照射阴极K时，电路中的微安表有示数．则下列正确的叙述是()A. 如果仅将紫光的光强减弱一些，则微安表可能没有示数B．仅将滑动变阻器的触头向右滑动一些，则微安表的示数一定增大C．仅将滑动变阻器的触头向左滑动一些，则微安表的示数可能不变D．仅将电源的正负极对调，则微安表仍可能有示数【答案】CD【解析】如果仅将紫光的光强减弱一些，则单位时间内逸出的光电子数减小，则微安表示数减小，选项A 错误；饱和光电流与入射光的强度有关，仅将滑动变阻器的触头向右滑动，不改变光的强度，则微安表的示数不一定增大；同理仅将滑动变阻器的触头向左滑动一些，则微安表的示数可能不变，故B错误，C正确．将电路中电源的极性反接后，即加上反向电压，若光电子的动能足够大，电路中还有光电流，微安表仍可能有示数，故D正确10. (2019·河北保定模拟)如图所示，这是一个研究光电效应的电路图，下列叙述中正确的是()A．只调换电源的极性，移动滑片P，当电流表示数为零时，电压表示数为遏止电压U0的数值B．保持光照条件不变，滑片P向右滑动的过程中，电流表示数将一直增大C．不改变光束颜色和电路，增大入射光束强度，电流表示数会增大D ．阴极K 需要预热，光束照射后需要一定的时间才会有光电流【答案】AC.【解析】只调换电源的极性，移动滑片P ，电场力对电子做负功，当电流表示数为零时，则有eU ＝12mv 2m，那么电压表示数为遏止电压U 0的数值，故A 项正确；当其他条件不变，P 向右滑动，加在光电管两端的电压增加，光电子运动更快，由I ＝q t得电流表读数变大，若电流达到饱和电流，则电流表示数不会增大，B 项错误；只增大入射光束强度时，单位时间内光电子数变多，电流表示数变大，C 项正确；因为光电效应的发生是瞬间的，阴极K 不需要预热，所以D 项错误．。
高中物理光电效应 五、六.
8
c
能发生光电效应
测2．一束绿光照射某金属发生了光电效应，则以下正确 的是（ C ） A．若增加绿光的照射强度，则单位时间内逸出的光电子 数目不变
B．若增加绿光的照射强度，则逸出的光电子最大初动能 增加 C．若改用紫光照射，则逸出的光电子的最大初动能增加
D．若改用紫光照射，则单位时间内逸出的光电子数目一 定增加
⑵光子说可完满解释光电效应规律。 ⑶逸出功（W）：金属表面上的电子逸出时要克服金属 原子核的引力而做的功。
3．爱因斯坦的光电Байду номын сангаас应方程： 极限频率
Ek W h
极限波长
W W h 0 0 h c hc W h 0 0 W
4．光电管：
阴极
⑴光电管：一种可以把光阳极 信号转变为电信号的器件； ⑵应用：光电自动控制,有 声电影还声、光纤通信等。
课3．红、橙、黄、绿四种单色光中，光子能量最小的是（ A ） A．红光 B．橙光 C．黄光 D．绿光
测1．已知钠的极限频率为6.0001014Hz，在真空中波长 为3.010－7m的紫外线频率多大？用它照射钠，能否产生 光电效应？
3 10 15 Hz 1 10 Hz 7 0 3 10
课1．在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板 与灵敏验电器相连，用弧光灯照射锌板时，验电器的指针 就张开一个角度，如图所示。这时（ B ） A．锌板带正电，指针带负电
验电器 锌板 弧光灯
教科版高中物理选择性必修第三册第六章第2节光电效应
就是光电效应的截止频率。
c
W0 h
②电子一次性吸收光子的全部能量，不需要积累能量的时间，
光电流自然几乎是瞬时发生的。
③光强较大时，包含的光子数较多，照射金属时产生的光电 子多，因而饱和电流大。
爱因斯坦光子假说圆满解释了光电效应，但当时并未被 物理学家们广泛承认，因为它完全违背了光的波动理论。
4.光电效应理论的验证
效应的研究中，提出了光量子概念，简称光子.
1、爱因斯坦的光量子假说
在空间传播的光不是连续的而是一份一份的， 每一份叫做一个光子，光子的能量跟它的频率成 正比。即:ε=hν ，ν表示光的频率，h叫普朗克常 量，h＝6.63×10-34焦耳·秒
2.爱因斯坦光电效应方程
在光电效应中金属中的电子吸收了光子的能量，
二、光的波动说的困难
关于光的本性，历史上存在着粒子说与波动说的长期 的争论.18-19世纪，由于光的干涉、衍射现象的发现，光 的波动说在物理学中占据了主导地位.人们已经认识到光是 一种电磁波.
按照光的波动说，当光照射到金属表面时，金属中的 电子会从入射光中持续吸收能量，只有当能量积累到一定 量值时（按波动理论计算竟需要几分钟或更长的时间）.电 子才能从金属表面逃逸出来.显然，在光电效应问题上，光 的波动说遇到了巨大的困难.
V
阴极
K
G
2.尝试解释光电效应现象
为什么在紫外线的照射下锌板中的电子பைடு நூலகம் 跑出来呢？
改用其它的光来照射会不会照射出电子？ 改变照射光的强弱会不会影响光电子量？ 改用其他的材料会不会射出电子？ ……
勒纳德等人通过实验得出以下结论：
①每一种金属对应一种光的最小频率v0，叫 做光电效应的截止频率，又称极限频率。入 射光的频率必须大于或者等于这个截止频率， 才能发生光电效应，低于这个频率就不能发 生光电效应； ② 当入射光的频率大于截止频率时，入射光 越强，光电子越多，光电流越大； ③光电子的最大初动能与入射光的强度无关， 只随着入射光的频率增大而增大； ④光电效应的发生几乎是瞬时的，时间不超 过10－9s。
4-2 光电效应第2课时(教学课件)——高中物理人教版(2019)选择性必修第三册
常量h＝6.63×10－34 J·s)
课堂训练
解析 一个电子静止能量为m0c2，按题意hν＝m0c2光子 的动量p＝λ(h)＝c(ε)＝c(m0c2)＝m0c＝9.11×10－ 31×3×108 kg·m/s≈2.73×10－22kg·m/s，光子的波长λ＝
名师指点
对光的认识的几种学说
学说 名称 代表 人物
微粒说 牛顿
实验 依据
光的直线 传播、光 的反射
波动说 电磁说 光子说 波粒二象性
惠更斯 麦克斯韦 爱因斯坦
公认
能在真空
中传播，
光的干涉、 是横波，
衍射
光速等于
电磁波速
光电效应， 康普顿效应
光既有波动 现象，又有 粒子特征
度
名师指点
对光的认识的几种学说
第四章原子结构和波粒二象性
第2节光电效应第2课时
学习目标
1．知道光的波粒二象性，理解其对应统一的关系． 2．会用光的波粒二象性分析有关现象．
新知探究
知识点 1பைடு நூலகம்
康普顿效应和光子的动量
1．光的散射：光在介质中与物质微粒相互作用，因而传播方向 发生改变的现象．
新知探究
知识点 1
康普顿效应和光子的动量
光的
性大小可用波动规律来描述(2)
干涉和衍
不是光子之间相互作
波动
足够能量的光(大量光子)在传
射
用产生的(2)光的波
性
播时，表现出波的性质(3)波长
动性不同于宏观观念
长的光容易表现出波动性
的波
名师指点
对光的波粒二象性的理解
光电效 光的
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高中物理光电效应知识点总结
高中物理是整个成绩中比例相对大的一部分。
很多同学因为没有整理好高考物理的重点知识，所以才掉以轻心。
那么，到底哪些内容才算得上是重要知识点呢?以下小编为您整理高中物理光电效应知识点相关资料，供您阅读。
高中物理光电效应知识点（一）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92.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：=h，其中h=6.631034 Js.
3.光电效应方程
(1)表达式：h=Ek+W0或Ek(2)h，这些能量的一部分用来克
服金属的逸出功W0，剩下的表现为逸出后电子的最大初动能
Ekv2.
知识点二：粒子散射实验与核式结构模型
1.卢瑟福的粒子散射实验装置(如图13
-2-1所示)
2.实验现象
绝大多数粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但少数粒子发生了大角度偏转，极少数粒子甚至被撞了回来.如图13 -2-2所示.
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)(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R()(n=3,4,5，?)，
R是里德伯常量，R=1.1010 m，n为量子数.
2.玻尔理论
(1)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hh是普朗克常量，h=6.631034 Js)
(3)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
n?n-1?
(1)一群氢原子跃迁发出可能的光谱线数为N=C2=，一个氢原子跃迁发出可能n
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.
.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.
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，Ek=h-W0.如图13-2-4所示.
5.用光电管研究光电效应
(1)常见电路
(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
? ?每秒钟逸出的光电子数决定着光电
流的强度光电子?
??光电子逸出后的最大初动能?1mv?
??强度决定着每秒钟光源发射的光子数
照射光?
?频率决定着每个光子的能量=h?
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.
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
n?n-1?
(1)一群氢原子跃迁发出可能的光谱线条数为N=C2=. n
(2)一个氢原子跃迁发出可能的光谱线条数最多为(n-1).
高中物理光电效应知识点（二）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)原子核放出粒子或粒子，变成另一种原子核的变化称为原子核的衰变. (2)分类
衰变：AZXZ-2Y A衰变：AZXZ+1Y(3)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1.51015 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m，这就
是质量亏损.由质量亏损可求出释放的核能E=mc【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
11
N余=N原t/，m余=m原()t/
22
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，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
能用等号连接.
来写核反应方程.
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E=mc2：先计算质量亏损m，注;(2)核反应遵守动量守恒和能量守恒定律，因此我们;规律总结;2根据E=mc计算核能时，
若m以千克为单位;
(1)应用E=mc2：先计算质量亏损m，注意m的单位1 u=1.661027 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
2根据E=mc计算核能时，若m以千克为单位，c代入31082若m以u为单位，则由1uc=931.5_MeV得E=m931.5_MeV.
高中物理光的本质知识点一、波的干涉和衍射：
1、干涉：两列频率相同的波相互叠加，在某些地方振动加强，某些地方振动减弱，这种现象叫波的干涉;
(1)发生干涉的条件：两列波的频率相同;
(2)波峰与波峰重叠、波谷与波谷重叠振动加强;波峰与波谷重叠振动减弱;
(3)振动加强的区域的振动位移并不是一致最大;
2、衍射：波绕过障碍物，传到障碍物后方的现象，叫波的衍射;(隔墙有耳) 能观察到明显衍射现象的条件是：障碍物或小孔的尺寸比波长小，或差不多;
3、衍射和干涉是波的特性，只有某物资具有这两种性质时，才能说该物资是波;
二、光的电磁说：
1、光是电磁波：
(1)光在真空中的传播速度是3.0108m/s;
(2)光的传播不需要介质;
(3)光能发生衍射、干涉现象;
2、电磁波谱：无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、射线;
(1)从左向右，频率逐渐变大，波长逐渐减小;
(2)从左到右，衍射现象逐渐减弱;
(3)红外线：热效应强，可加热，一切物体都能发射红外线;
(4)紫外线：有荧光效应、化学效应能，能辨比细小差别，消毒杀菌;
3、光的衍射：特例：萡松亮斑;
4、光的干涉：
(1)双缝(双孔)干涉：波长越长、双孔距离越小、光屏间距离越大，相邻亮条纹间的距离越大;
(2)薄膜干涉：特例：肥皂泡上的彩色条纹;检测工件的平整性，夏天油路上油滴成彩色
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