第2课时 光电效应的图像和应用 [物理观念] 1.(1)金属的极限频率νc=ν0;(2)金属的逸出功W=|-E|=E;(3)普朗克常量等于图线的斜率,即h=k=. 2.(1)eUc=hν-W,则Uc=-;金属的极限频率νc=ν0;(2)普朗克常量h等于图线的斜率与电子电荷量的乘积,即h=ke. 3.由图甲可得:(1)在一定的光照情况下,光电流随着所加电压的增大会存在一个饱和值,即饱和电流;(2)光的频率不变的情况下,入射光越强,饱和电流越大.由图乙可得:遏止电压随着光照频率的增大而增大. 例1 D [解析] 根据爱因斯坦光电效应方程有Ek=hν-hνc,结合图像,当Ek=0时,b=νc,即该金属的极限频率为b;当ν=0时,Ek=-hνc=-a,即该金属的逸出功为a,普朗克常量为h=k=,则选项A、B、C错误.根据爱因斯坦光电效应方程可得,当入射光的频率为2b时,光电子最大初动能为Ek=hν'-hνc=·2b-a=a,而Uce=Ek,则Uc=,故D正确. 例2 CD [解析] 入射光的频率增大,光电子的最大初动能增大,则遏止电压增大,测遏止电压时,应使滑动变阻器的滑片P向N端移动,故A错误;根据光电效应方程Ek=hν-W知,光电子的最大初动能与入射光的强度无关,故B错误;根据Ek=hν-W=eUc,解得Uc=-,图线的斜率k==,则h=,当遏止电压为零时,ν=νc,故C、D正确. 例3 b a [解析] 根据光电效应方程Ek=hν-W,Ek=eUc,得ν=,由题图知b光的遏止电压最大,则b光频率最大,a、c两光频率相等,a光饱和电流大则a光较强;b光频率为ν=. [教材链接] 1.光信号 电信号 光电效应 电流 断开 闭合 2.光信号 电信号 电信号 光信号 例4 C [解析] 硅光电池是把光能转化为电能的一种装置,故A错误;硅光电池中吸收了光子能量的电子只有光子的能量大于逸出功才能逸出,故B错误;由Ek=hν-W0,可知光电子的最大初动能与入射光的频率有关,随着入射光的频率增大而增大,故C正确;光电效应现象说明光具有粒子性,故D错误. [教材链接] 1.粒子 波 2.随机 无规律 多 亮 少 暗 3.(1)波动性 (2)波动性 (3)粒子 波动 [物理观念] 当光很弱时,光是作为一个个粒子落在感光底片上的,显示出了光的粒子性;当光很强时,光与感光底片量子化的作用积累起来形成明暗相间的条纹,显示出了光的波动性. 例5 BD 光的波粒二象性应理解为:在某种场合下光的波动性表现明显,比如光在传播过程发生衍射和干涉时,波动性表现明显,在另外某种场合下,与物质作用时,例如光电效应和康普顿效应时,光的粒子性表现明显,故D正确;大量光子表现为波动性,曝光时间不太长时,底片上只能出现一些不规则的点,说明了少量光子表现不出波动性,故A错误,B正确;在光的双缝干涉实验中,减小光的强度,让光子通过双缝后,光子只能一个接一个地到达光屏,经过足够长时间,仍然发现相同的干涉条纹,这表明光的波动性不是由光子之间的相互作用引起的,故C错误. 例6 BD [解析] 一切光都具有波粒二象性,光的波动性与粒子性都是光的本质属性,只是某种场合下光的波动性表现明显,在另外某种场合下,光的粒子性表现明显,选项B、D正确. 随堂巩固 1.CD [解析] 图甲中,当紫外线照射锌板时,锌板失去电子而带正电,验电器与锌板相连,所以也带正电,故A错误;图乙中,从光电流与电压的关系图像中可以看出,电压相同时,光照越强,光电流越大,只能说明光电流与光强的关系,而遏止电压和光的强度无关,和入射光的频率有关,故B错误;光电子的最大初动能为Ek=eU1=h(ν1-νc),解得h=,故C正确;根据爱因斯坦光电效应方程有Ek=hν-W0,当ν=0时,有E=W0,当Ek=0时,有hν0=W0,故D正确. 2.C [解析] 太阳光中的紫外线频率主要在7.5×1014~9.5×1014 Hz,为避免太阳光中的紫外线干扰,K极材料的极限频率应大于9.5×1014 Hz,故A错误;明火中紫外线的强度越大,产生的光电流越大,由欧姆定律知,电压表的示数越大,故电压表的示数与明火中紫外线的强度大小有关,故B错误; ... ...
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