光电效应典型习题.ppt

(2) 光电子的最大初动能与 入射光的强度 无关, 只 随着 入射光频率 的增大而增大;
(3) 入射光照射到金属上时, 光电子的发射几乎是 _瞬__时__的___, 一般不超过__1_0_-9_秒___;
(4) 产生光电效应时, 光电流的强度与入射光的强度成 正比.
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95年全国高考
4、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，这时
6、红、橙、黄、绿四种单色光中，光子能量最小的
是：（96年全国高考题） ( A )
A．红光 B．橙光 C．黄光 D．绿光
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97年上海高考 7、关于光的本性，早期有牛顿 的微粒说和惠更斯的 波动说 ，后来又有麦克斯韦 的电磁说．本世纪初，为解释 光电效应 现象，爱 因斯坦提出了光子说．
97年上海高考如图所示，一静电计与锌板相连，在A处
用频率为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，在下列表
示光电效应实验规律的图象中，错误的是 ()
图3
• 解析：由光电效应规律可知，光电流的强度与 光强成正比，光照射到金属上时，光电子的发 射是瞬时的，不需要时间积累，故A、D图象 正确；从金属中打出的光电子，在反向电压作
解析：由图并结合 Ek＝hν－W0 得，Ek＝hν－E，故逸出功 W0＝E，故选项 A 对；当 Ek＝0 时，ν＝ν0，故 E＝hν0，故选项 B
对；ν＝2ν0
时，可得出
Ek＝ E，故选项
C
对；当入射光的频率为ν0 2
时，不发生光电效应，故选项 D 错．
答案：ABC
• 3．研究光电效应规律的实验装置如图3所示，
C． 7×10－48 W
D． 1.2×10－48 W
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2004年广西高考6、 氦—氖激光器发出波长为633nm的激光，当激光器
的输出功率为1mW时，每秒发出的光子数为 （ B ） A．2.2×1015 B．3.2×1015
C．2.2×1014 D．3.2×1014
解：每个光子的能量为
E1=hc/λ= 6.63×10-34 × 3×108／633 ×10-9
• 答案：BD
2004年广东高考6
分别用波长为λ和 3 的单色光照射同一 金属板,发出的光电子的4最大初动能之比为1:2,
以h表示普朗克常量,c表示真空中的光速,则此
金属板的逸出功为 （ B ）
A． 1 hc
2
B． 2 hc
3
C． 3 hc
4
D． 4 h
5c
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2000年天津、江西高考试题
已知金属铯的逸出功为1.9eV ，在光电效应实
该金属发生光电效应的 极限频率 ，纵轴上的截距
的绝对值表示该金属的 逸出功的大小.若换用其他金
属做同样的实验，测绘得到的图线与此图的图线相
比较 斜率 相同， 纵横截距 不同.
Ek
0
αν
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例1 光电效应的规律是：
(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_____这个频率, 才能产生光电效应;
• 单个光子表现为粒子性 • 大量光子的运动表现为波动性 • 波长较长、频率较低的光，波动性较显著 • 波长较短、频率较高的光，粒子性较显著 • 光是一种概率波 •一切微观粒子都有波粒二象性
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例在研究光电效应的实验中，根据测得的数据绘
出光电子最大初动能Ek跟照射光频率ν的关系图象如 图所示.图线的斜率tgα＝ h ，横轴上的截距表示
• 光电效应方程的应用
• [例2] 紫光的波长为4 000 A，金属 钠的逸出功为3.5×1019 J，求：
• (1)每个紫光光子的能量为多大？
• (2)若用该紫光照射金属钠时，产生的 光电子的最大初动能是多大？(1 A＝ 10－10 m)
[解析] (1)因 E＝hν 而 ν＝cλ，所以 E＝hλc＝6.634×01000－×34×103－×10 108 J＝5.0×10－19 J. (2)由爱因斯坦的光电效应方程得： hν＝W＋Ekmax
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92年全国高考题
8.已知铯的极限频率为4.545×1014赫，钠的 极限频率为6.000×1014赫，银的为1.153/1015赫 ，铂的为1.529×1015赫。当用波长为0.375微米 的光照射它们时，可发生光电效应的是
铯___、__钠_ 。 f=c/λ= 3×108 / 0.375 ×10 – 6 =8 ×1014Hz
验中，要使铯表面发出的光电子的最大动能为
1.0eV，入射光的波长应为 4.3×10-7 m m。
解：根据爱因斯坦光电效应方程E=h‫ﬠ‬-W
E W h
2.91.6 10 19 6.63 10 34
7.01014 Hz
c 3108 4.310 7 m 7.0 1014
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2004年天津20
一. 光电效应现象 二.光电效应规律
1. 每种金属都有发生光电效应的极限频率 2.光电效应的产生几乎是瞬时的 3.光电子的最大初动能Ekm和入射光强度无关,
只随入射光频率γ的增大而增大 4. 单位时间打出的光电子与入射光强度成正比 三.光子说：在空间传播的光不是连续的，而是一份 一份的, 每一份叫光子, 光子的能量跟频率成正比 E=hγ h=6.63×10 – 34 J.s——普朗克恒量
• [答所以案E]kmax(＝1h)ν5－.0W×＝51.00×－1109－1J9 J－3(.25×)11.05－1×9 J＝101－.5×1910J－19 J.
• 1．如图2是某金属在光的照射下产生
的光电子的最大初动能Ek与入射光频 率ν的关系图象．由图象可知( )
图2
A．该金属的逸出功等于 E B．该金属的逸出功等于 hν0 C．入射光的频率为 2ν0 时，产生的光电子的最大初动能为 E D．入射光的频率为ν20时，产生的光电子的最大初动能为E2
(10-19J)
现用波长为400nm的单色光照射上述材料，能产生光
电效应的材料最多有几种？（ A ）
(普朗克常量h = 6.6×10-34J·s，光速c = 3.00×108m/s) A．2种 B．3种 C．4种 D．5种
解：照射光的能量为 hc/λ= 4.95×10-19J
当照射光的能量大于逸出功即能产生光电效应。 返回
光电效应
习题课 精华版
光电效应
一. 光电效应现象 二.光电效应规律 三.光子说 四. 爱因斯坦光电效应方程 五、光的波粒二象性 例题 例1、 例2、 例3、 例4、 例5、 例6
例7、 例8、 例9、 例10、 例11、 高考题选 95年 96年上海 97年上海7 92年 98年全国8 03年江苏2 04年广东6 00年天津 00年广东6 04年天津 04年广西6 04年北京18 04年浙江19 2005年天津卷17
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四. 爱因斯坦光电效应方程
1 2
mvm2
h
W
或
EK h W
爱因斯坦光电效应方程的图象
爱因斯坦光电效应方程是能量守恒定律在 光电效应现象中的表现形式
逸出功和极限频率的关系
W h 0
极限波长和极限频率的关系
由 v= λ f 得
λ
0
c γ0
Ek
0
α ν0
ν
-W
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五、光的波粒二象性
光的干涉和衍射表明光确实是一种波，光电 效应和康普顿效应无可辩驳地证明了光是 一种粒子，因此说：光是一种波，同时光 也是一种粒子，光具有波粒二象性
20．人眼对绿光最为敏感。正常人的眼睛接收到波
长为530nm的绿光时，只要每秒有6个绿光的光子射入
瞳孔，眼睛就能察觉。普朗克常量为 6.63×10-34 J ·S ，
光速为 3×108 m/s ，则人眼能察觉到绿光时所接收到
的最小功率是 （
）A
A． 2.3×10－18 W
B． 3.8×10－19 W
应，现将该单色光的光强减弱，则（ A C ）
A．光电子的最大初动能不变 B．光电子的最大初动能减少 C．单位时间内产生的光电子数减少 D．可能不发生光电效应
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• 某种金属在单色光照射下发射出光电子， 这光电子的最大初动能( )
• A．随照射光强度的增大而增大 • B．随照射光频率的增大而增大 • C．随照射光波长的增大而增大 • D．与照射光的照射时间无关
( B) A．锌板带正电，指针带负电 B．锌板带正电，指针带正电 C．锌板带负电，指针带正电 D．锌板带负电，指针带负电
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96年上海高考 当某种单色光照射到金属表面时， 金属表面有光电子逸出．如果光的强度减弱，频率不
变，则： ( B )
A．光的强度减弱到某一最低数值时，就没有光电子 逸出 B．单位时间内逸出的光电子数减少 C．逸出光电子的最大初动能减小 D．单位时间内逸出的光电子数和光电子的最大初动 能都要减小
解：每秒钟太阳光照到地球上1 cm2的能量为
E= 1.4×103 ×1×10-4= 0.14 J
每个光子的能量为
E 1=hγ=6.63 ×10-34 × 5 ×1014
=3.3 ×10 -19 J
∴n=E/ E 1 = 0.14 / 3.3 ×10 -19 =4.2 ×10 17个
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例4、 有一小灯泡的规格为“6V、0.3A”， 正常工作时大约有6%的电能转变为可见光， 试估算每一秒钟释放出来的可见光的光子数。
=3.14 ×10-19J
由题意 nE1=Pt
∴ n= Pt /E1= 10-3 / 3.14 ×10-19 = 3.2×1015 04年上海9、在光电效应实验中,如果实验仪器及线路完好, 当光照射到光电管上时,灵敏电流计中没有电流通过,可
能的原因是：入射光波长太大（或反向电压太大） 。
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2004年北京18 已知一束可见光a是由m、n、p三种
A．5.3×1014HZ， 2.2J B．5.3×1014HZ， 4.4×10-19J C．3.3×1033HZ， 2.2J D．3.3×1033HZ， 4.4×10-19J
解：W= 2.21 ×1.6×10-19 = 3.54×10-19J= hν0 ν0 = W/h= 3.54×10-19/6.63×10-34 = 5.3×1014HZ
用一紫外灯照射锌板，关灯后，指针保持一定偏角．
（1）现用一带负电的金属小球与锌板接触，则静电计 指针偏角将__减__小__（填增大、减小或不变）；
（2）使静电计指针回到零，再用相同强度的钠灯发出
的黄光照射锌板，静电计指针无偏转．那么，若改用
强度更大的红外线灯照射锌板，可观察到静电计指针
__无____（填有或无）偏转．
单色光组成的。检测发现三种单色光中，n、p两种色
光的频率都大于m色光；n色光能使某金属发生光电效
应，而p色光不能使该金属发生光电效应。那么，光束
a通过三棱镜的情况是
（ A）
m
p
a
pa
na
n
m
A.
B.
C.
m
n
na
p
p
m
D.
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19 19．下表给出了一些金属材料的逸出功。
材料
铯
钙
镁
Leabharlann Baidu
铍
钛
逸出功 3.0 4.3 5.9 6.2 6.6
用下做减速运动，随着反向电压的增大，到达 阳极的光电子数减少，故C图象正确；由光电
效应方程可知：hν＝hν0＋Ek，而eU0＝Ek，所 以有hν＝hν0＋eU0，由此可知，B图象错误．
• 答案：B
2005年天津卷17.
17．某光电管的阴极是用金属钾制成的，它的逸出功 为2.21eV，用波长为2.5×10-7m的紫外线照射阴极，已 知真空中光速为3.0×108m/s，元电荷为1.6×10-19C，普 朗克常量为6.63×10-34Js，求得钾的极限频率和该光电 管发射的光电子的最大动能应分别是 （ B ）
hc/λ=6.63×10-34×3.0×108/ 2.5×10-7=7.96×10-19J
EKm
=
hc/λ
–
W=
7.96×10-19-3.54×10-19
=
4.42×10-19J 返回
例3、从太阳到达地球的光流强度，在垂直于光的 传播方向上是1.4×103 W/m2 ，如果把太阳光看成是 平均频率为5 ×1014 Hz的单色光，在垂直于太阳光的 地球表面的 1 cm2 的面积上，每秒接收到的光子数有 多少个？
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98年全国高考题
8、一细束平行光经玻璃三棱镜折射后分解 为互相分离的三束光，分别照射到相同的金 属板a，b，c上，如图所示．已知金属板b有 光电子放出，则可知
(D
)
A．板a一定不放出光电子
B．板a一定放出光电子
C．板c一定不放出光电子
a
D．板c一定放出光电子
b
c
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03年江苏高考2
2．用某种单色光照射某种金属表面，发生光电效