知识梳理 重难突破 思想方法 栏目索引 一、光电效应及其规律 在光的照射下 ,金属中的电子从表面逸出的现象 ,发射出来的电子叫 知识梳理 光电子 。 入射光的频率 大于 金属的极限频率。 (1)电路如图所示。 知识梳理 重难突破 思想方法 栏目索引 (2)光电流与饱和光电流 ; 指单位时间内入射到金属表面单位面积上的能量。可以理解为频率一定时 ,光强越大 ,光子数 越多 。 知识梳理 重难突破 思想方法 栏目索引 指光电子在电路中形成的电流。光电流有最大值 ,未达到最大 值以前 ,其大小和光强、 电压 都有关 ,达到最大值以后 ,光电流和光 强成正比。 指在一定频率与强度的光照射下的最大光电流 ,饱和光电 流不随电路中电压的增大而增大。 (1)每种金属都有一个极限频率 ,入射光的频率必须 大于 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 知识梳理 重难突破 思想方法 栏目索引 增大 。 (3)光电效应的发生几乎是瞬时的 ,一般不超过 10-9 s。 (4)当入射光的频率大于极限频率时 ,饱和光电流的强度与入射光的强度 成 正比 。 二、爱因斯坦光电效应方程 在空间传播的光不是连续的 ,而是一份一份的 ,每一份叫做一个光子 ,光子 的能量为 : E= 。 (1)表达式 : Ek= 。 知识梳理 重难突破 思想方法 栏目索引 (2)物理意义 :金属表面的电子吸收一个光子获得的能量是 些能量的 一部分用来克服金属的逸出功 下的表现为逸出后电子的最大初动 能 三、原子结构 (1)19091911年 ,英国物理学家卢瑟福进行了 粒子散射实验 ,提出了核式 结构模型。 (2)粒子散射实验 : 如图所示。 12知识梳理 重难突破 思想方法 栏目索引 粒子穿过金箔后 ,绝大多数沿 原方向 前进 ,少数发生 较大角度偏转 ,极少数偏转角度大于 90,甚至被弹回。 (3)核式结构模型 :原子中心有一个很小的核 ,叫做原子核 ,原子的全部正 电荷和几乎全部质量都集中在原子核里 ,带负电的电子在核外空间绕核 旋转。 知识梳理 重难突破 思想方法 栏目索引 (1)玻尔理论 : 原子中的电子在库仑引力的作用下 ,绕原子核做圆周运动 ,电 子绕核运动的可能轨道是 不连续 的。 电子在不同的轨道上运动时 ,原子处于不同的状态 ,因而具有 不同的能量 ,即原子的能量是不连续的。这些具有确定能量的稳定状态 称为定态 ,在各个定态中 ,原子是稳定的 ,不向外辐射能量。 原子从一个能量状态向另一个能量状态跃迁时要放出或吸 收一定频率的光子 ,光子的能量等于两个状态的能量差 ,即 。 知识梳理 重难突破 思想方法 栏目索引 (2)几个概念 : 在玻尔理论中 ,原子各个状态的能量值。 原子能量 最低 的状态。 在原子能量状态中除基态之外的其他较高的状态。 原子的状态是不连续的 ,用于表示原子状态的正整数。 (3)氢原子的能级和轨道半径 : rn=n=1,2,3 ),其中 0m。 E1(n=1,2,3 ),其中 13.6 21重难突破 思想方法 栏目索引 1.(1)光子和光电子都是实物粒子。 ( ) (2)只要入射光的强度足够强 ,就能发生光电效应。 ( ) (3)光电效应说明光具有粒子性 ,说明光的波动说是错误的。 ( ) (4)当一束光照到金属上 ,发生光电效应的条件是光子能量大于金属的逸出 功。 ( ) (5)光电子的最大初动能与入射光的频率成正比。 ( ) (6)电子绕核旋转的半径越大 ,动能越小 ,电势能越大 ,总能量越大。 答案 (1) (2) (3) (4) (5) (6) 知识梳理 重难突破 思想方法 栏目索引 均能产生光电 效应。则对于这两种金属 ,下列说法正确的是 ( ) 答案 B 不同的金属一般极限频率不相同 ,爱因斯坦光电 效应方程 Ek=逸出光电子的最大初动能大的极限频率低 , 射光的频率越大 ,逸出光电子的最大初动能就越大 ,但逸出光电 子的最大初动能与入射光的频率不是成正比的 ,属的逸出功 越大 ,逸出光电子的最大初动能就越小 ,但不成反比 , 知识梳理 重难突破 思想方法 栏目索引 3.(多选 )如图所示 ,是类氢结构的氦离子能级图。已知基态的氦离子能量为 54.4 具有下列能量的光子中 ,能被基态氦离子吸收而发生跃迁 的是 ( ) 案 是在两个能级间跃迁 ,光子的能量必须等于某一激发态与 基态的能级差 ,若是电离则必须大于等于电离所需的能。 知识梳理 重难突破 思想方法 栏目索引 4.(多选 )按照玻尔的理论 ,氢原子的能级是氢原子处于各个定态时的能量 值 ,它包括氢原子系统的电势能和电子在轨道上运动的动能。当一个氢原 子从 n=4的能级向低能级跃迁时 ,下列说法正确的是 ( ) 电子的动能增加 电子的动能减小 种不同波长的光 种不同波长的光 答案 原子跃迁到较低能级 ,库仑力做正功 ,故电势能减小 ,动能 增加。在由 n=4能级向低能级跃迁时 ,放出光的波长种类 N= =6种。 ( 1)2识梳理 重难突破 思想方法 栏目索引 (1)光电效应的实质是金属中的电子获得能量后逸出金属表面 ,从而使金 属带上正电。 (2)能否发生光电效应 ,不取决于光的强度 ,而是取决于光的频率。只要照 射光的频率大于该金属的极限频率 ,无论照射光强弱 ,均能发生光电效 应。 重难一 对光电效应的理解 重难突破 知识梳理 重难突破 思想方法 栏目索引 (2)两条对应关系 光强大 光子多 发射光电子多 光电流大 ; 光子频率高 光子能量大 产生光电子的最大初动能大 反向遏止电压大。 (1)两条线索 知识梳理 重难突破 思想方法 栏目索引 对应规律 对规律的产生的解释 光电子的最大初动能随着入射光频率的增大而增大 ,与入射光强度无关 电子吸收光子能量后 ,一部分克服阻碍作用做功 ,剩余部分转化为光电子的初动能 ,只有直接从金属表面飞出的光电 子才具有最大初动能 ,对于确定的金属 ,故光电子的最大初动能只随入射光的频率的增大而增大 光电效应具有瞬时性 光照射金属时 ,电子吸收一个光子的能量后 ,动能立即增大 ,不需要能量积累的过程 光较强时饱和电流大 光较强时 ,包含的光子数较多 ,照射金属时产生的光电子较多 ,因而饱和电流较大 知识梳理 重难突破 思想方法 栏目索引 典例 1 关于光电效应 ,下列说法正确的是 ( ) 任何金属都能产生光电效应 则从金属表面逸出来的光电子的最大初动 能越大 ,这种金属的逸出功越小 频率越高 ,单位时间内逸出的光电子数就越多 解析 由 W0=正确。照射光的频率大于极限频率时才能发生光 电效应 ,故 Ek=对。光强一定时 ,频率越高 ,则光子的能 量越大 ,单位时间内射向金属的光子数目是一定的 ,逸出的光电子数也是一 定的 ,故 答案 识梳理 重难突破 思想方法 栏目索引 1绿光照射一个光电管 ,能产生光电效应。欲使光电子从阴极逸出时 最大初动能增大 ,可以 ( ) 答案 B 解析 光电子的最大初动能与照射时间或照射强度无关 ,而与入射光子 的能量有关 ,入射光子的能量越大 ,光电子从阴极逸出时最大初动能越大 , 所以本题中可以改用比绿光频率更大的紫光照射 ,以增大光电子从阴极逸 出时的最大初动能。 知识梳理 重难突破 思想方法 栏目索引 1于光电效应的规律 ,下面说法中正确的是 ( ) 能产生光电效应 ,则入射光的频率越高 ,产 生的光电子的最大初动能也就越大 能产生光电效应 ,如果入射光的强度减弱 ,从 光照至金属表面上到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加 入射光波长必须大于一极限值 ,才能产生光电效应 如果都能产生光电效应 ,则所有金属产生的 光电子的最大初动能一定相同 答案 A 解析 从光照至金属表面上到发射出光电子是瞬时发生的 ,与入射光强 度无关 ,由光电效应方程可知入射光波长必须小于一极限值 ,才能产生 光电效应 ,光子的最大初动能与入射光的频率和金属的种类有关 ,C、 知识梳理 重难突破 思想方法 栏目索引 如图甲所示是光电子最大初动能 的变化曲线。由 Ek=横轴上的截距是金属的截止频率或极限频率 ,纵轴上的截距是 金属的逸出功的负值 ,斜率为普朗克常量。 重难二 光电效应方程的应用 知识梳理 重难突破 思想方法 栏目索引 如图乙所示是光电流 的变化曲线 ,图中 和光电流 , 应把握的三个关系 (1)爱因斯坦光电效应方程 Ek= (2)光电子的最大初动能 即 Ek=其中