6.2 光電效應(yīng) 預(yù)習(xí)案 高二物理教科版（2019）選擇性必修第三冊(cè)

6.2光電效應(yīng)——高二物理教科版（2019）選擇性必修第三冊(cè)課前導(dǎo)學(xué)1.認(rèn)識(shí)光電效應(yīng)，并了解與之相關(guān)的截止頻率、飽和電流和截止電壓等。2.知道光電效應(yīng)的瞬時(shí)性；熟悉光電效應(yīng)方程，知道逸出功和最大初動(dòng)能。重、難點(diǎn)光電效應(yīng)方程的理解和應(yīng)用。一、光電效應(yīng)1.光電效應(yīng)：當(dāng)紫外線照射到金屬表面上時(shí)，金屬中的①______會(huì)因吸收光的能里而逸出金屬表面的現(xiàn)象。2.光電子：光電效應(yīng)中逸出來(lái)的②______3.光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律（1）存在著③______光電流：在光的顏色不變的情況下，入射光越強(qiáng)，飽和電流越大.這表明對(duì)于一定顏色的光，入射光越強(qiáng)，單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)越多.（2）存在著截止電壓和④______頻率：光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率有關(guān)，而與入射光的強(qiáng)弱無(wú)關(guān).當(dāng)入射光的頻率低于截止頻率時(shí)不能發(fā)生光電效應(yīng)（3）光電效應(yīng)具有⑤______性：光電效應(yīng)幾乎是瞬間發(fā)生的，從光照射到產(chǎn)生光電流的時(shí)間約10-9s.二、光量子概念的提出光電效應(yīng)方程（選學(xué)）1.光量子：光本身是不連續(xù)的，由單個(gè)能量子組成，簡(jiǎn)稱光子.每一個(gè)光子的能里為2.逸出功：使光電子脫離某種金屬表面所需的最小能量，不同金屬的逸出功不同.3.愛(ài)因斯坦的光電效應(yīng)方程（1）表達(dá)式：或（2）物理意義：金屬中電子吸收了一個(gè)光子的能量之后，這些能里一部分消耗于電子從金屬表面逸出所做的逸出功，剩下的部分轉(zhuǎn)化為逸出后光電子的初動(dòng)能

參考答案①電子②電子③飽和④截止⑤瞬時(shí)1.如圖甲，閉合開(kāi)關(guān)，用光子能量為2.5eV的一束光照射陰極K，發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)不為零.調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表讀數(shù)小于0.60V時(shí)，電流表讀數(shù)始終不為零，當(dāng)電壓表讀數(shù)大于或等于0.60V時(shí)，電流表讀數(shù)為零.把電路改為圖乙所示電路，當(dāng)電壓表讀數(shù)為1.5V時(shí)，逸出功及光電子到達(dá)陽(yáng)極時(shí)的最大動(dòng)能為()A. B.C. D.2.某種金屬，在光的照射下產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能與入射光頻率ν的關(guān)系圖像如圖所示，已知普朗克常量為h，電子的電荷量大小為e，圖像上的一點(diǎn)的坐標(biāo)為，光在真空中傳播速度為c，下列說(shuō)法正確的是()A.圖像的斜率為B.該金屬的逸出功為C.該金屬的截止頻率為D.當(dāng)入射光的波長(zhǎng)大于時(shí)，該金屬就不能發(fā)生光電效應(yīng)3.如圖是使用冷凍電鏡斷層成像技術(shù)“拍攝”到新冠病毒的3D影像，測(cè)得新冠病毒的平均直徑是100nm.已知普朗克常量為，真空中光速為，下列說(shuō)法正確的是()A.100nm相當(dāng)于B.想要“看清”新冠病毒，所用“光波”的波長(zhǎng)應(yīng)該大于100nmC.用光子能量為2.55eV的可見(jiàn)光照射，在顯微鏡下病毒清晰可見(jiàn)D.波長(zhǎng)100nm的光子動(dòng)量的數(shù)量級(jí)為4.（多選）關(guān)于康普頓效應(yīng)，下列說(shuō)法中正確的是()A.石墨對(duì)X射線散射時(shí)，部分射線的波長(zhǎng)變長(zhǎng)B.康普頓效應(yīng)僅出現(xiàn)在石墨對(duì)X射線的散射中C.康普頓效應(yīng)證明了光的粒子性D.康普頓效應(yīng)表明了光子具有動(dòng)量

答案以及解析1.答案：B解析：題圖甲中所加的電壓為反向電壓，根據(jù)題意可知，遏止電壓為0.60V，根據(jù)，可知光電子逸出時(shí)的最大初動(dòng)能為，根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程有，解得逸出功，題圖乙中所加的電壓為正向電壓，根據(jù)動(dòng)能定理有，解得電子到達(dá)陽(yáng)極的最大動(dòng)能為2.答案：D解析：由光電效應(yīng)方程，可知關(guān)系圖像的斜率為普朗克常量h，故A錯(cuò)誤；將代入，有，解得該金屬的逸出功為，故B錯(cuò)誤；由，結(jié)合，解得該金屬的截止頻率為，故C錯(cuò)誤；當(dāng)入射光的頻率ν小于時(shí)，金屬就不能發(fā)生光電效應(yīng)，結(jié)合，可得，解得，故D正確.3.答案：D解析：由單位換算得，故A錯(cuò)誤；波長(zhǎng)大于的“光波”，射到新冠病毒上時(shí)將發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象（繞過(guò)障礙物），反射光少，看不清新冠病毒，故B錯(cuò)誤；光子能量為的可見(jiàn)光波長(zhǎng)為，波長(zhǎng)大于的“光波”射到新冠病毒上時(shí)將發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象（繞過(guò)障礙物）反射光少，看不清新冠病毒，故C錯(cuò)誤；波長(zhǎng)的光子動(dòng)量為，故D正確.4.答案：ACD解析：在康普頓效應(yīng)中，入射的光子與晶體中的電子碰撞時(shí)，把一部分動(dòng)量轉(zhuǎn)移給電子，因而光子動(dòng)量減小