光电效应知识点归纳

1、光电效应知识点归纳张阿兵高考(全国卷)命题分析1. 考查方式：高考对本部分内容考查形式比较固定，一般比较单一的考查某个知识点，且知识点相对比较单一，题型为选择题和填空题.2. 命题趋势：由于本部分内容涉及点较多，且已经改为必考内容，今后的命题将向着多个考点融合的方向发展，且以选择题的形式考查.光电效应是指在光的作用下，从物体表面释放电子的现象。这种现象是1887年赫兹研究电磁波时发现的，1905年爱因斯坦提出“光量子”假设，并用光电方程成功的解释了这一实验结果。约十年后密立根用实验证实了爱因斯坦的光电子理论，并测定了普朗克常数。爱因斯坦与密立根都因光电效应方面的杰出贡献分别获得1921年和19

2、23年的诺贝尔物理学奖。而今光电效应已经广泛地应用于各科技领域。如利用光电效应制成的光电管、光电池、光电倍增管等光电转换器件,把光学量转换成电学量来测量，已成为石油钻井、传真电报、自动控制等生产和科研中不可缺少的元件。光电效应1. 定义：金属在光的照射下发射电子的现象称为光电效应，发射出来的电子称为光电子.2光电管：光电管是由密封在玻璃壳内的阴极和阳极组成阴极表面涂有碱金属，容易在光的照射下发射电子.3光电流：阴极发出的光电子被阳极收集，在回路中会形成电流，称为光电流.4极限频率对于每一种金属，只有当入射光的频率大于某一频率二时，才会产生光电流，二称为极限频率(也叫截止频率).5. 光电效应规

3、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109s.(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.光子说对光电效应的解释(1) 由于光的能量是一份一份的，那么金属中的电子也只能一份一份地吸收光子的能量，而且这个传递能量的过程只能是一个光子对一个电子的行为如果光的频率低于极限频率，则光子提供给电子的能量不足以克服原子的束缚，就不能发生光电效应.(2) 当光的频率高于极限频率时，能量传递给电子以后，电子

4、摆脱束缚要消耗一部分能量，剩余的能量以光电子的动能形式存在，这样光电子的最大初动能E=2mv2=hv-W，其中W为金属的逸出功，可见光的频率越高，电子的最大初动能越k2max00大而遏止电压U对应着光电子的最大初动能，即eU=；mv2.所以当W定时，U只与入射光的频率v有关，与光照强弱002max00无关.(3) 电子一次性吸收光子的全部能量，不需要积累能量的时间，所以光电效应的发生几乎是瞬时的.(4) 发生光电效应时，单位时间内逸出的光电子数与光强度成正比，光强度越大意味着单位时间内打在金属上的光子数越多，那么逸出的光电子数目也就越多，光电流也就越大.两条对应关系(1) 光照强度大一光子数目

5、多一发射光电子多一光电流大；(2) 光子频率高一光子能量大一光电子的最大初动能大.6. 光电效应的产生条件入射光的频率大干等干金属的极限频率.7. 三个关系式（1）爱因斯坦光电效应方程：hv=2mv2+W.（2）最大初动能与遏止电压的关系：E=eU.k0（3）逸出功与极限频率的关系W=hv.（逸出功的大小由金属本身决定，与入射光无关.）0理解：光电效应方程揭示的是：光子照射金属时，金属表面的电子吸收光子能量（一个光子对一个电子）后，为了脱离原子核及周围电子的阻力，必须克服中金属中正电荷引力做功即W0。因为只有从金属表面脱离的电子克服引力做功最小，故W0应为所有逃逸出电子中克服引力做功的最小值。

6、故而也说明，E是所有逃逸出来电子中最大的初动能。km以上分析知，从内部逃逸出电子WW.EE0kkm当v=v（极限频率）时，恰好发生光电效应。此时E=0.有hv=W=hv0km00而最大初动能的计算由E=eu（u反向截止电压）km008. 光电效应实验可以用图所示的装置，研究光电效应中光电流与照射光的强弱、光的颜色（频率）等物理量间的关系。阴极K和阳极A是密封在真空玻璃管中的两个电极，阴极K在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，当电源按图示极性连接时，阳极A吸收阴极K发出的电子，在电路中形成光电流。加正向电压（电池+极接阳极A；电池-极接阴极K）。两个目

7、的：观察是否发生光电效应。只要发生光电效应，即可通过灵敏电流计观察到。测定观察饱和电流加反向电压（电池+极接阴极K；电池-极接阳极A）。目的：测定遏止电压u,通过从而确定E（E=eu）0kmkm09.光电效应的图像问题。图像名称图线形状由图线直接（间接）得到的物理量最大初动能E与入射光频k率v的关系图线r 极限频率：图线与v轴交点的横坐标v0 逸出功：图线与E轴交点的纵坐标的值的绝对值Wk=|E|=E 普朗克常量：图线的斜率k=h颜色相同、强度不同的光，光电流与电压的关系1f)U 遏止电压U:图线与横轴的交点的横坐标0 饱和光电流I:光电流的最大值m 最大初动能：E=eUk0颜色不同时，光电流

8、与电压的关系%1'，一黄光二蓝光7U 遏止电压u、U0102 饱和光电流 最大初动能E=eU，E=eUk101k202遏止电压U与入射光频率0v的关系图线L/Q旳v“hvWU=0cee 极限频率v:图线与横轴的交点的横坐标0 遏止电压U：随入射光频率的增大而增大0 普朗克常量h：等于图线的斜率与电子电荷量的乘积Ph=ke（注：此时两极之间接反向电压）10光电效应中的四对概念辨析（1）“光子”与“光电子”光子是指光在空间传播时的每一份能量，光子不带电，是微观领域中的一种粒子，不是实物粒子，而是一种电磁波；而光电子是金属表面受到光照射时发射出来的电子，因此其本质就是电子，是实物粒子（2）“

9、光子的能量”与“入射光的强度”光子的能量是一份一份的，每一份的能量为E=hv，其大小由光的频率决定；而入射光的强度是指单位时间内入射光中所包含光子的能量总和，入射光的强度可表示为I=nhv，其中n为光子数.（3）“光电子的最大动能”与“光电子的初动能”金属表面的电子，只需克服原子核的引力做功就能从金属表面逸出，那么这些光电子具有最大动能，其值为E=hv-W（式中kmW为金属的逸出功）而不从金属表面发射的光电子，在逸出的过程中损失的能量会更多，所以此时光电子的初动能E'<E.kkm（4）.“光电流”与“饱和光电流”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的增大而增大，当U比较大时，光电流达到饱和值I,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Ill一定频率与强度的光照射下的最大光电流.因此在解光电效应的题目时，应注意明确是光电流还是饱和光电流.光的波粒二象性和物质波1. 从数量上看：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. 从频率上看：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，贯穿本领越强，越不容易看到