人教版高中物理精讲精练-选择性必修34.2光电效应 原卷版.docxVIP

4.2光电效应

【考点归纳】

考点一：光电效应的规律

考点二：爱因斯坦的光电效应方程

考点三：光电效应的函数图像问题

考点四：不同的色光照射是否能发生光电效应

考点五：饱和光电流

考点六：额止电压

考点七：光电效应的最大初速度

【知识归纳】

知识点一、光电效应的实验规律

1．光电效应：照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出的现象．

2．光电子：光电效应中发射出来的电子．

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不(填“能”或“不”)发生光电效应．

(2)存在饱和电流：在光的频率不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大．

(3)存在遏止电压：使光电流减小到0的反向电压Uc，且满足eq\f(1,2)mevc2＝eUc.

(4)光电效应具有瞬时性：光电效应几乎是瞬时发生的．

知识点二、爱因斯坦的光电效应理论

光子：光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的，频率为ν的光的能量子为hν，其中h为普朗克常量．这些能量子后来称为光子．

2．逸出功：使电子脱离某种金属，外界对它做功的最小值，用W0表示．不同种类的金属，其逸出功的大小不相同(填“相同”或“不相同”)．

3．爱因斯坦光电效应方程

(1)表达式：hν＝Ek＋W0或Ek＝hν－W0.

(2)物理意义：金属中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，剩下的是逸出后电子的初动能Ek.

(3)Uc与ν、W0的关系：①表达式：Uc＝eq\f(h,e)ν－eq\f(W0,e).②图像：Uc－ν图像是一条斜率为eq\f(h,e)的直线．

技巧归纳一：光电效应现象和光电效应方程的应用

(1)能否发生光电效应，不取决于光的强度而取决于光的频率.

(2)光电效应中的“光”不是特指可见光，也包括不可见光.

(3)逸出功的大小由金属本身决定，与入射光无关.

(4)光电子不是光子，而是电子.

2.两条对应关系

(1)光强大→光子数目多→发射光电子多→光电流大；

(2)光子频率高→光子能量大→光电子的最大初动能大.

3.三个关系式

(1)爱因斯坦光电效应方程：Ek＝hν－W0.

(2)最大初动能与遏止电压的关系：Ek＝eUc.

(3)逸出功与极限频率的关系W0＝hνc.

技巧归纳二：光电效应图象四类图象

图象名称

图线形状

由图线直接(间接)得到的物理量

最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图线

①极限频率：图线与ν轴交点的横坐标νc

②逸出功：图线与Ek轴交点的纵坐标的值的绝对值W0＝|－E|＝E

③普朗克常量：图线的斜率k＝h

颜色相同、强度不同的光，光电流与电压的关系

①遏止电压Uc：图线与横轴的交点

②饱和光电流Im：光电流的最大值

③最大初动能：Ek＝eUc

颜色不同时，光电流与电压的关系

①遏止电压Uc1、Uc2

②饱和光电流

③最大初动能Ek1＝eUc1，Ek2＝eUc2

遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图线

①极限频率νc：图线与横轴的交点

②遏止电压Uc：随入射光频率的增大而增大

③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.(注：此时两极之间接反向电压)

【考点题型归纳】

题型一：光电效应的规律

1．（23-24高二下·江苏南通）如图所示，在演示光电效应的实验中，将一带电锌板与灵敏验电器相连，验电器指针张开。用弧光灯发出的紫外线照射锌板后，观察到验电器的指针张角减小，下列说法中正确的是（）

A．锌板原来带正电

B．若仅减弱照射光的强度，仍能观察到指针张角减小

C．若用可见光照射锌板，也能观察到指针张角减小

D．无论用什么光照射，只要时间够长，锌板都能发生光电效应

2．（22-23高二下·北京东城·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

3．（22-23高二下·广东湛江·期末）如图，放映电影时，强光照在胶片上，一方面，将胶片上的“影”投到屏幕上；另一方面，通过声道后的光照在光电管上，随即产生光电流，喇叭发出与画面同步的声音。电影实现声音与影像同步，主要应用了光电效应的下列哪一条规律

??

A．入射光的频率必须大于金属的极限频率，光电效应才能发生

B．光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随着入射光的频率增大而增大

C．当入射光的频率大于极限频率时，光电流的强度随入射光的强度增大而增大

D．光电效应的发生时间极短，光停止照射，光电效应立即停止

题型二：爱因斯坦的光电效应方程

4．（2024·贵州·