一轮复习一轮复习13.1 能量量子化与光电效应能量量子化与光电效应光电效应现象光电效应现象2.本实验现象：灵敏验电器指针张本实验现象：灵敏验电器指针张开开1.定义：定义：金属在光（包括不可见光）的照射下，从表面逸出金属在光（包括不可见光）的照射下，从表面逸出电子的现象。电子的现象。导导3实验规律实验规律(1)每种金属都有一个每种金属都有一个极限频率极限频率。(2)光子的最大初动能与入射光的光子的最大初动能与入射光的强度强度无关，只随入射光的无关，只随入射光的频率频率增大而增大。增大而增大。(3)光照射到金属表面时，光电子的发射几乎是光照射到金属表面时，光电子的发射几乎是瞬时瞬时的。的。(4)饱和光电流的强度与入射光的饱和光电流的强度与入射光的强度强度成正比。成正比。3几个概念几个概念(1)光子的能量：光子的能量：h，其中，其中h6.631034 Js称为称为(普朗普朗克常量克常量)。(2)逸出功逸出功W0：使电子脱离某种金属所做功的使电子脱离某种金属所做功的最小值。最小值。(3)最大初动能最大初动能：发生光电效应时，金属表面上的：发生光电效应时，金属表面上的电子电子吸收光吸收光子后克服原子核的引力逸出时所具有的动能的最大值。子后克服原子核的引力逸出时所具有的动能的最大值。(4)遏止电压：遏止电压：使光电流减小到零时的反向电压使光电流减小到零时的反向电压UC。(5)截止频率：截止频率：能使某种金属发生光电效应的能使某种金属发生光电效应的最小最小频率叫做该频率叫做该种金属的截止频率种金属的截止频率(又叫极限频率又叫极限频率)。不同的金属对应着不同。不同的金属对应着不同的极限频率。的极限频率。导导导导光子（爱因斯坦光子说）光子（爱因斯坦光子说）光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的，频率为光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的，频率为的光的能量子为的光的能量子为h 。这些能量子后来被称为光子。这些能量子后来被称为光子。阅读教材：阅读教材：31-3331-33页。页。注：康普顿效应不用看注：康普顿效应不用看导导议议1.金属板金属板A、B相距为相距为d，板间电压为，板间电压为U，有一波长为，有一波长为的激光照的激光照射到射到B板中央，使板中央，使B板发生了光电效应。已知普朗克常量为板发生了光电效应。已知普朗克常量为h，金属板金属板B的逸出功为的逸出功为W，电子质量为，电子质量为m，电荷量，电荷量e求：求：（1）从）从B板运动到板运动到A板所需时间最短的光电子，板所需时间最短的光电子，到达到达A板时的动能板时的动能（2）光电子从）光电子从B板运动到板运动到A板时所需的最长时间；板时所需的最长时间；2.2.分别用频率为分别用频率为1 1和和2 2的单色光照射阴极，测量到遏止电压为的单色光照射阴极，测量到遏止电压为U U1 1和和U U2 2，设电子质量为，设电子质量为m m，电荷量为，电荷量为e e，则正确，则正确的是：的是：ABC1.入射光的频率发生变化时，遏止电压变不变？入射光的频率发生变化时，遏止电压变不变？2.光电流与入射光的频率有没有关系？与光强有没有关系？光电流与入射光的频率有没有关系？与光强有没有关系？当入射光频率一定时，为什么光强越强，饱和光电流越大？当入射光频率一定时，为什么光强越强，饱和光电流越大？3.频率率为的光照射某金属的光照射某金属时，产生光生光电子的最大初子的最大初动能能为E Ekmkm。改。改为频率率为2 2的光照射同一金属，所的光照射同一金属，所产生生光光电子的最大初子的最大初动能能为_4.拿掉电源，即不加正向电压时，电流计拿掉电源，即不加正向电压时，电流计G为零？为零？ 将电池正的极性反转，则还有没有光电子产生？将电池正的极性反转，则还有没有光电子产生？5.光电效应中金属板向外发射的是电子还是光子？光电效应中金属板向外发射的是电子还是光子？6.光电效应中的光电效应中的“光光”指的是可见光？指的是可见光？7.光电效应现象中存在极限频率光电效应现象中存在极限频率,导致含有光电管的电路存在导致含有光电管的电路存在饱和电流？饱和电流？展展1.1.区分：区分：光电子，电子，光子光电子，电子，光子 初动能，最大初动能初动能，最大初动能 光电流，饱和光电流光电流，饱和光电流 光子能量，入射光强度光子能量，入射光强度2.2.用不同频率的紫外线分别照射钨和锌的表面而产生光电效用不同频率的紫外线分别照射钨和锌的表面而产生光电效应，可得到光电子最大初动能应，可得到光电子最大初动能E Ek k随入射光频率随入射光频率v v变化的变化的E Ek k-v-v图图象，已知钨的逸出功是象，已知钨的逸出功是3.28eV3.28eV，锌的逸出功是，锌的逸出功是3.34eV3.34eV，若将，若将两者的图象分别用实线与虚线画在同一个两者的图象分别用实线与虚线画在同一个E Ek k-v-v图上，则下图图上，则下图中正确的是（）中正确的是（）展展展展用如图所示的装置演示光电效应现象当用某种频率的光照用如图所示的装置演示光电效应现象当用某种频率的光照射到光电管上时，电流表射到光电管上时，电流表G的读数为的读数为I。此时（。此时（ ）A. 将变阻器的触点向将变阻器的触点向b移动，光电子到达阳极时的速度可能移动，光电子到达阳极时的速度可能变小变小B. 只要电源的电动势足够大，将变阻器的触点向只要电源的电动势足够大，将变阻器的触点向a端移动，端移动，电流表电流表G的读数必将变大的读数必将变大以频率为以频率为v的光照射光电管电极的光照射光电管电极K时，有光电子产生。光电管时，有光电子产生。光电管K、A极间所加的电压极间所加的电压U可由图中的电压表测出，光电流可由图中的电压表测出，光电流I由图中电流由图中电流计测出，判断：计测出，判断：当滑片当滑片P位于位于P右端时右端时,电极电极K、A间间所加电压使从电极所加电压使从电极K发出的光电子加速发出的光电子加速保持入射光频率不变，当增大入射光保持入射光频率不变，当增大入射光光强时，图中电流计示数不变光强时，图中电流计示数不变保持入射光频率、光强不变，若只增保持入射光频率、光强不变，若只增大光电管大光电管K、A极间所加的加速电压，极间所加的加速电压，光电流会趋于一个饱和值光电流会趋于一个饱和值展展用频率为用频率为的光照射光电管阴极时，产生的光电流随阳极与的光照射光电管阴极时，产生的光电流随阳极与阴极间所加电压的变化规律如图所示，阴极间所加电压的变化规律如图所示，Uc为遏止电压。已知为遏止电压。已知电子电荷量为电子电荷量为e，普朗克常量为，普朗克常量为h，求：，求：(1)光电子的最大初动能光电子的最大初动能Ekm；(2)该光电管发生光电效应的极限频率该光电管发生光电效应的极限频率0。展展(1)光子与光电子光子与光电子光子指光在空间传播时的每一份能量，光子不带电，光电子是金光子指光在空间传播时的每一份能量，光子不带电，光电子是金属表面受到光照射时发射出来的电子。属表面受到光照射时发射出来的电子。(2)光电子的动能与光电子的最大初动能光电子的动能与光电子的最大初动能光照射到金属表面时，电子吸收光子的能量，可能向各个方向运光照射到金属表面时，电子吸收光子的能量，可能向各个方向运动，除了要克服逸出功外，有时还要克服原子的其他束缚的作用动，除了要克服逸出功外，有时还要克服原子的其他束缚的作用力，剩余部分为光电子的初动能；只有金属表面的电子直接向外力，剩余部分为光电子的初动能；只有金属表面的电子直接向外飞出时，只需克服原子核的引力做功的情况，才具有最大初动能飞出时，只需克服原子核的引力做功的情况，才具有最大初动能(3)光电流和饱和光电流光电流和饱和光电流金属板飞出的光电子到达阳极，回路中便产生光电流，随着所加金属板飞出的光电子到达阳极，回路中便产生光电流，随着所加正向电压的增大，光电流趋于一个饱和值，这个饱和值是饱和光正向电压的增大，光电流趋于一个饱和值，这个饱和值是饱和光电流，在一定的光照条件下，饱和光电流与所加电压大小无关。电流，在一定的光照条件下，饱和光电流与所加电压大小无关。(4)入射光强度与光子能量入射光强度与光子能量入射光强度指单位时间内照射到金属表面单位面积上的总能量，入射光强度指单位时间内照射到金属表面单位面积上的总能量，光子能量即每个光子的能量。光的总能量等于光子能量与入射光光子能量即每个光子的能量。光的总能量等于光子能量与入射光子数的乘积。子数的乘积。评评评评1.对光电效应的四点提醒对光电效应的四点提醒 (1)能否能否发生光生光电效效应，不取决于光的，不取决于光的强强度而取决于光的度而取决于光的频率。率。(2)光光电效效应中的中的“光光”不是特指可不是特指可见光，也包括不可光，也包括不可见光。光。(3)逸出功的大小由金属本身决定，与入射光无关。逸出功的大小由金属本身决定，与入射光无关。(4)光光电子不是光子，而是子不是光子，而是电子。子。2.两条对应关系两条对应关系(1)光光强强大大光子数目多光子数目多发射光射光电子多子多光光电流大。流大。(2)光子光子频率高率高光子能量大光子能量大光光电子的最大初子的最大初动能大。能大。3.定量分析时应抓住三个关系式定量分析时应抓住三个关系式(1)爱因斯坦光因斯坦光电效效应方程：方程：EkhW0。(2)最大初最大初动能与遏止能与遏止电压的关系：的关系：EkeUc。(3)逸出功与极限逸出功与极限频率的关系：率的关系：W0h0。评评评评检检(3min):