2 光电效应 学习任务一 光电效应的实验规律 [科学探究] 如图甲是研究光电效应现象的装置图,图乙是研究光电效应的电路图.请结合装置图和电路图及产生的现象回答下列问题: (1)在甲图中发现,利用紫外线照射锌板时,无论光的强度如何变化,验电器指针都有张角,而用红光照射锌板时,无论光的强度如何变化,验电器指针总无张角,这说明了金属能否发生光电效应,取决于入射光的 ,与入射光的 无关. (2)在乙图中光电管两端加正向电压,用一定强度的光照射时,若增大电压,电流表示数不变,而光强增大时,电压不变,电流表示数会增大,这说明了保持入射光频率不变,发生光电效应时飞出的光电子个数只与 有关. (3)若在乙图中加反向电压,当光强增大时,遏止电压不变,而入射光的频率增大时,遏止电压却增大,这一现象说明了光电子的能量与 有关,与 无关. [教材链接] 阅读教材“光电效应的实验规律”相关内容,完成下列填空: (1)光电效应:照射到金属表面的光,能使金属中的 从表面逸出的现象. (2)光电子:光电效应中发射出来的 .光电子不是光子,而是电子. (3)光电效应的实验规律 ①存在截止频率:当入射光的频率低于截止频率时, 发生光电效应. ②存在饱和电流:光电效应实验中,在光照条件不变的情况下,随着所加电压的增大,光电流趋于一个 .在光的频率不变的情况下,入射光越强,饱和电流越大,说明入射光越强,单位时间内发射的光电子数目越多. ③存在 电压:使光电流减小到零的反向电压Uc.且满足me=eUc. ④光电效应具有 :光电效应几乎是瞬时发生的. 例1 [2024·江西九江一中月考] 如图所示,在演示光电效应现象的实验中,某同学分别用a、b两种单色光照射锌板.发现用a光照射时与锌板连接的验电器的指针张开一定角度;用b光照射时与锌板连接的验电器的指针不动.下列说法正确的是 ( ) A.增大b光的照射强度,验电器的指针有可能张开一定角度 B.增大a光的照射强度,光电子的最大初动能增加 C.a光的频率大于b光的频率 D.若用b光照射另一种金属能发生光电效应,则用a光照射该金属时可能不会发生光电效应 变式1 [2024·福建福州一中月考] 研究光电效应的电路图如图所示.用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(K极),钠极板发射出的光电子被A极吸收,在电路中形成光电流.在选项中,光电流I与A、K之间的电压UAK的关系图像正确的是 ( ) [反思感悟] 【要点总结】 饱和电流与遏止电压规律图像 图像名称 图线形状 由图线直接(间接) 得到的物理量 入射光颜色相同、强度不同时,光电流与电压的关系图线 ①遏止电压Uc:图线与U轴的交点的横坐标 ②饱和电流Im1、Im2:电流的最大值 ③最大初动能:Ek=eUc 入射光颜色不同时,光电流与电压的关系图线 ①遏止电压Uc1、Uc2 ②饱和电流 ③最大初动能 Ek1=eUc1,Ek2=eUc2 学习任务二 光电效应经典解释中的疑难与爱因斯坦的光电效应理论 [教材链接] 阅读教材“光电效应经典解释中的疑难”和“爱因斯坦的光电效应理论”相关内容,完成下列填空: (1)逸出功:要使电子脱离某种金属,需要外界对它做功,做功的最小值叫作这种金属的逸出功.不同种类的金属,其逸出功的大小 ,逸出功的大小由金属本身决定,与入射光无关. (2)爱因斯坦的光电效应理论 ①光子:光本身是由一个个不可分割的 组成的,这些能量子称为 ,频率为ν的光的能量子为hν.其中h为普朗克常量. ②爱因斯坦光电效应方程 表达式:hν=Ek+W0或Ek=hν-W0. 物理意义:金属中的电子吸收一个光子获得的能量是hν,在这些能量中,一部分大小为W0的能量被电子用来脱离金属,剩下的是电子逸出后的初动能Ek. [科学推理] 光子说对光电效应的解释 (1)若发生光电效应,则光电子的最大初 ... ...
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