對(duì)光電效應(yīng)方程的應(yīng)用和圖象分析

1、,熱點(diǎn)突破： 對(duì)光電效應(yīng)方程的應(yīng)用 和圖象分析,1.熱點(diǎn)透析,2.典例剖析,3.規(guī)律方法,4.跟蹤訓(xùn)練,選修3-5 動(dòng)量守恒 波粒二相性 原子結(jié)構(gòu)與原子核,5.真題演練,一、熱點(diǎn)透析,1.熱點(diǎn)透析,1基本物理量 (1)光子的能量_，其中h6.631034 Js(稱為普朗克常量) (2)逸出功W0：使電子脫離某種金屬所做功的_ (3)最大初動(dòng)能：發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，金屬表面上的_吸收光子后克服原子核的引力逸出時(shí)所具有的動(dòng)能的最大值 2光電效應(yīng)方程 光電子的最大初動(dòng)能Ek與入射光光子的能量h和逸出功W0之間的關(guān)系：Ek_.,hv,最小值,電子,hvW0,光電效應(yīng)的圖象分析,極限頻率:圖線與軸交點(diǎn)的橫坐

2、標(biāo)c 逸出功:圖線與Ek軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)的值W0|E|E 普朗克常量:圖線的斜率kh,遏止電壓Uc：圖線與橫軸的交點(diǎn) 飽和光電流Im：電流的最大值 最大初動(dòng)能：EkmeUc,遏止電壓Uc1、Uc2 飽和光電流 最大初動(dòng)能Ek1eUc1，Ek2eUc2,截止頻率c:圖線與橫軸的交點(diǎn) 遏止電壓Uc:隨入射光頻率的增大而增大 普朗克常量h:等于圖線的斜率與電子電量的乘積,即hke。(注：此時(shí)兩極之間接反向電壓),二、典例剖析,2. 典例剖析,強(qiáng)激光能使其發(fā)生光電效應(yīng),說明一個(gè)電子吸收了多個(gè)光子.,【典例1】 (2013北京理綜,20)以往我們認(rèn)識(shí)的光電效應(yīng)是單光子光電效應(yīng),即一個(gè)電子在極短時(shí)間內(nèi)只能吸

3、收到一個(gè)光子而從金屬表面逸出.強(qiáng)激光的出現(xiàn)豐富了人們對(duì)于光電效應(yīng)的認(rèn)識(shí),用強(qiáng)激光照射金屬,由于其光子密度極大,一個(gè)電子在極短時(shí)間內(nèi)吸收多個(gè)光子成為可能,從而形成多光子光電效應(yīng),這已被實(shí)驗(yàn)證實(shí).,光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置示意如圖.用頻率為的普通光源照射陰極K,沒有發(fā)生光電效應(yīng).換用同樣頻率的強(qiáng)激光照射陰極K,則發(fā)生了光電效應(yīng);此時(shí),若加上反向電壓U,即將陰極K接電源正極,陽極A接電源負(fù)極,在KA之間就形成了使光電子減速的電場(chǎng).逐漸增大U,光電流會(huì)逐漸減??；當(dāng)光電流恰好減小到零時(shí),所加反向電壓U可能是下列的(其中W為逸出功,h為普朗克常量,e為電子電量)(),轉(zhuǎn)解析,轉(zhuǎn) 原題,【典例2】 (2012江蘇卷

4、，12C)A、B兩種光子的能量之比為21，它們都能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)，且所產(chǎn)生的光電子最大初動(dòng)能分別為EA、EB.求A、B兩種光子的動(dòng)量之比和該金屬的逸出功,三、規(guī)律方法,3.規(guī)律方法,1解光電效應(yīng)問題的常用技巧,(1)判斷和描述時(shí)應(yīng)理清三個(gè)關(guān)系： 光電效應(yīng)的實(shí)質(zhì)(單個(gè)光子與單個(gè)電子間相互作用產(chǎn)生的) 光電子的最大初動(dòng)能的來源(金屬表面的自由電子吸收光子后克服逸出功逸出后具有的動(dòng)能) 入射光強(qiáng)度與光電流的關(guān)系(當(dāng)入射光的頻率大于極限頻率時(shí)光電流的強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度成正比),(2)定量分析時(shí)應(yīng)抓住三個(gè)關(guān)系式： 愛因斯坦光電效應(yīng)方程：EkhW0. 最大初動(dòng)能與遏止電壓的關(guān)系：EkeUc. 逸出

5、功與極限頻率的關(guān)系：W0h 0.,2.由Ek -圖象可以得到的物理量,(1)極限頻率：圖線與軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)0. (2)逸出功：圖線與Ek軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)的值W0E. (3)普朗克常量：圖線的斜率kh.,極限頻率,數(shù)值等于逸出功,四、跟蹤訓(xùn)練,4.跟蹤訓(xùn)練,【跟蹤訓(xùn)練】 如圖所示是用光照射某種金屬時(shí)逸出的光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻率的變化圖線(直線與橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)4.27，與縱軸交點(diǎn)坐標(biāo)0.5)由圖可知() A.該金屬的截止頻率為4.271014Hz B.該金屬的截止頻率為5.51014Hz C.該圖線的斜率表示普朗克常量 D.該金屬的逸出功為0.5 eV,解析顯隱,無,有,【跟蹤訓(xùn)練】在光電效

6、應(yīng)實(shí)驗(yàn)中,飛飛同學(xué)用同一光電管在不同實(shí)驗(yàn)條件下得到了三條光電流與電壓之間的關(guān)系曲線(甲光、乙光、丙光)如圖示。則可判斷出() A甲光的頻率大于乙光的頻率 B乙光的波長大于丙光的波長 C乙光對(duì)應(yīng)的截止頻率大于丙光的截止頻率 D甲光對(duì)應(yīng)的光 電子最大初動(dòng)能大 于丙光的光電子最 大初動(dòng)能,解析顯隱,【跟蹤訓(xùn)練】愛因斯坦因提出了光量子概念并成功地解釋光電效應(yīng)的規(guī)律而獲得1921年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。某種金屬逸出光電子的最大初動(dòng)能Ekm與入射光頻率的關(guān)系如圖示,其中0為極限頻率。從圖中可以確定的是() A逸出功與有關(guān) BEkm與入射光強(qiáng)度成正比 C當(dāng)0時(shí)，會(huì)逸出光電子 D圖中直線的斜率與普朗克常量有關(guān),解析顯隱,五、真題演練,5.真題演練,【真題】(2012上海卷，1)在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，用單色光照射某種金屬表面，有光電子逸出，則光電子的最大初動(dòng)能取決于入射光的() A頻率 B強(qiáng)度