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第34讲光电效应波粒二象性
1.知道什么是光电效应,理解光电效应的实验规律.
2.会利用光电效应方程计算逸出功、截止频率、最大初动能等物理量.
3.知道光的波粒二象性,知道物质波的概念.
考点一光电效应的实验规律
1.光电效应
在光的照射下金属中的电子从金属表面逸出的现象,叫做光电效应,发射出来的电子叫做光电子.
2.实验规
(1)每种金属都有一个极限频率.
(2)光子的最大初动能与入射光的强度无关,只随入射光的频率增大而增大.
(3)光照射到金属表面时,光电子的发射几乎是瞬时的.
(4)光电流的强度与入射光的强度成正比.
3.遏止电压与截止频率
(1)遏止电压:使光电流减小到零的反向电压U.
c
(2)截止频率:能使某种金属发生光电效应的最小频率叫做该种金属的截止频率(又叫极限频率).不
同的金属对应着不同的极限频率.
(3)逸出功:电子从金属中逸出所需做功的最小值,叫做该金属的逸出功.
[例题1](2023•南通模拟)如图所示,用某频率的光照射光电管,研究饱和电流的影响因素,则
()
A.电源的左端为负极
B.换更高频率的光照射,电流表示数一定增大
C.滑动变阻器滑片移至最左端,电流表示数为零
D.滑动变阻器滑片向右移的过程中,电流表示数可能一直增大
【解答】解:A.光电子从K极逸出后要能顺利的形成光电流,需要加上正向电压,因此电源的
左端为正极,光电子在电场力的作用下向A板做定向移动,从而形成光电流,故A错误;
B.换更高频率的光照射,可以增大光电子的动能增加,使单位时间到达A极板的电子数增多,
电流增大;若到达饱和光电流,换更高频率的光照射,光电流并不会增大,电流表示数不变,故
B错误;
C.当滑动变阻器移动到最左端时,A、K两极板的电压为零,但逸出的光电子具有动能,可以到
达A极板,因此电流表的示数不为零,故C错误;
D.滑动变阻器滑片向右移的过程中,A、K两极板的电压增大,光电子在电场力的作用下移动
的更快,即单位时间内到达A极板的光电子数目增多,则光电流增大,但若光电流已经达到饱和,
增大两极板的电压,光电流不在变化,因此滑动变阻器滑片向右移的过程中,电流表示数可能一
直增大,故D正确。
故选:D。
[例题2](2023•抚州一模)光电效应实验的装置如图所示,现用发出紫外线的弧光灯照射锌板,验
电器指针张开一个角度。下列判断正确的是()
A.锌板带正电,验电器带负电
B.将带负电的金属小球与锌板接触,验电器指针偏角变大
C.使验电器指针回到零,改用强度更大的弧光灯照射锌板,验电器指针偏角变大
D.使验电器指针回到零,改用强度更大的红外线灯照射锌板,验电器指针偏角变大
【解答】解:A.发生光电效应时,锌板失去电子带正电,验电器也带正电,故A错误;
B.因为发生光电效应时,锌板失去电子带正电,用带负电的金属小球与锌板接触,验电器电量
要减小,故其指针偏角变小,故B错误;
C.改用强度更大的紫外线灯照射锌板,单位时间内发出的光电子数目增多,则所带的正电增多,
验电器指针偏角增大,故C正确;
D.改用强度更大的红外线灯照射锌板,红光频率小于紫光频率,不一定能发生光电效应,验电
器可能指针不动,故D错误。
故选:C。
[例题3](2023春•东城区期末)把一块带负电的锌板连接在验电器上,验电器指针张开一定的角
度。用紫外线灯照射锌板发现验电器指针的张角发生变化。下列说法正确的是()
A.验电器指针的张角会变大
B.锌板上的正电荷转移到了验电器指针上
C.验电器指针的张角发生变化是因为锌板获得了电子
D.验电器指针的张角发生变化是因为紫外线让电子从锌板表面逸出
【解答】解:A、开始时锌板带负电,验电器带负电,指针张开一定的角度,用紫外线灯照射锌
板,锌板发生光电效应,锌板的电子逸出,锌板带正电,使验电器上的负电荷与后来的正电荷中
和,锌板所带电荷量先减少后增加,所以验电器指针张角先减小后增大,故A错误;
BCD、验电器指针的张角发生变化是因为紫外线让电子从锌板表面逸出,锌板带正电,验电器上
的负电荷转移到锌板上,最后验电器带上正电荷,不是因为锌板获得了电子,故B
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