【金榜夺冠】高三物理第一轮复习 第十四章 第一单元 第1课时 光电效应 光子说课件 选修35.ppt

第一单元光电效应第1课时光电效应光子说 选修3 5第十四章光电效应原子结构与原子核 基础回顾 1 光电效应定义 在光 包括不可见光 的照射下从物体表面发射出电子的现象叫光电效应 发射出来的电子称为 2 光电效应的规律 1 每种金属都有一个极限频率 入射光的频率必须 或 极限频率才能产生光电效应 答案 1 光电子2 1 等于大于 2 光电子的 与入射光的强度无关 只随入射光频率的增大而增大 3 只要入射光频率高于金属的极限频率 照到金属表面时光电子的发射几乎是瞬时的 一般不超过10 9s 与光的强度 4 当入射光的频率大于极限频率时 光电流的强度与入射光的强度成 答案 2 最大初动能 3 无关 4 正比 要点深化 1 最大初动能和光电效应方程 1 最大初动能 发生光电效应时 电子克服金属原子核的引力逸出时 具有的动能大小不同 从金属表面飞出来的电子的初动能最大 这时光电子只克服原子核的引力所做的功叫这种金属的逸出功w 此时的动能最大称为最大初动能 2 光电效应方程 根据能量守恒定律 光电子的最大初动能跟入射光的能量h 和逸出功w的关系为ek h w 这个方程叫爱因斯坦光电效应方程 2 光谱频率从小到大顺序红外线 红光 橙光 黄光 绿光 蓝光 靛光 紫光 紫外线 基础回顾 1 光子说 在普朗克提出的电磁波的能量是不连续的基础上 爱因斯坦提出了光子说 即空间传播着的光是 的 每一份叫做一个光子 一个光子的能量为e h h 6 63 10 34j s 其中 为光的频率 2 光子说的重要意义 1 光子说能很好地解释光电效应 2 光由大量的微粒即光子构成 光确实具有 性 答案 1 一份一份2 2 粒子 要点深化 1 注意光电子与光子的区别光电子即在光电效应中发射的电子 因此本质是电子 光子的能量是一份一份的 每一份的能量为e h 能量是不连续的 光子不带电 是微观领域中的一种粒子 2 用光子说解释光电效应现象 1 光子的能量与频率有关 金属的逸出功是一定的 光子的能量必须大于逸出功才能发生光电效应现象 这就是每一种金属都存在一个极限频率的原因 2 光照射到金属上时 电子吸收光子的能量不需要积累 吸收能量立刻增大动能 并逸出金属表面成为光电子 3 电子吸收能量后 从金属表面逸出 其中金属表面的电子在克服逸出功w飞出金属表面时具有最大初动能 根据能量守恒 ek h w 该方程称为爱因斯坦光电效应方程 显然最大初动能与入射光的频率有关 4 光强越大 单位时间内入射光子数越多 单位时间内从金属中逸出的光电子数越多 光电流也就越强 关于光电效应 下述说法正确的是 a 光电子的最大初动能随着入射光的强度的增大而增大b 只要入射光的强度足够大或照射时间足够长 就一定能产生光电效应c 任何一种金属都有一个极限频率 低于这个频率的光不能产生光电效应d 在光电效应中 光电流的强度与入射光的强度无关 解析 当入射光的频率大于金属的极限频率 才能发生光电效应现象 在光电效应中 光电子形成的电流越大说明单位时间经过电路的电子数越多 由此看出光电流与光电子的动能无关 与其入射光的强度有关 答案 c点评 分析光电效应问题的关键是必须掌握光电效应的规律 只有入射光的频率高于金属的极限频率才能发生光电效应 光电子的最大初动能与入射光的强度无关 只随入射光的频率的增大而增大 光电效应是瞬间就完成的 光电流的强度与光的强度有关 题型训练 1 下列为四种金属的极限频率值 如果某单色光光子的频率为10 1014hz 对上述哪种金属不会发生光电效应 a 铯b 钠c 锌d 银 解析 入射光子的频率小于金属银的极限频率 故不会使银发生光电效应 答案 d 对爱因斯坦光电效应方程ek h w 下面的理解正确的有 a 只要是用同种频率的光照射同一种金属 那么从金属中逸出的所有光电子都会具有同样的初动能ekb 式中的w表示每个光电子从金属中飞出过程中克服金属中正电荷引力所做的功c 逸出功w和极限频率 0之间应满足关系式w h 0d 光电子的最大初动能和入射光的频率成正比 解析 爱因斯坦光电效应方程ek h w中的w表示从金属表面直接逸出的光电子克服金属中正电荷引力做的功 因此是所有逸出的光电子中克服引力做功的最小值 对应的光电子的初动能是所有光电子中最大的 其它光电子的初动能都小于这个值 若入射光的频率恰好是极限频率 即刚好能有光电子逸出 可理解为逸出的光电子的最大初动能是0 因此有w h 0 由ek h w可知光电子的最大初动能ek与入射光的频率 之间是一次函数关系 但不是成正比关系 答案 c点评 利用光电效应方程分析问题的关键 1 首先从能量角度理解 掌握方程ek h w 2 切记式中的ek是光电子的最大初动能 w是金属的逸出功 题型训练 2a 2011年广州一模 用能量为5 0ev的光子照射某金属表面 金属发射光电子的最大初动能为1 5ev 则该金属的逸出功为 a 1 5evb 3 5evc 5 oevd 6 5ev b 2b 频率为 的光照射某金属材料时 产生光电子的最大初动能为ek 若改用频率为2 的光照射同一种金属材料 则所产生光电子的最大初动能为 h为普朗克常量 a 2ekb ek h c ek h d ek 2h 解析 根据爱因斯坦光电效应方程ek h w可知 同种金属材料逸出功一定 则ek 2h w 所以ek ek h 答案 b 以下对光电效应的解释 正确的是 a 金属内的每个电子可以吸收多个光子 吸收到一定程度便能从金属表面逸出b 金属内的每个电子只能吸收一个光子 故光的强度对能否发生光电效应无关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 发生光电效应时 光电子的最大初动能与入射光的强度无关 错解 金属内的每个电子可以吸收多个光子 故光的强度越大 吸收的光子越多 就越能发生光电效应 a正确b错误 发生光电效应时 入射光越强 光子吸收的能量就越大 光电子的最大初动能就越大 故c正确d错误 分析纠错 以