高中物理必修3-5第15章波粒二象性经典例题与解析二

2019-08-16 22:52:53

一、光电效应现象及其实验规律

4．能不能发生光电效应由入射光的频率决定，与入射光的强度无关．

5．保持入射光频率不变，入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多．

6．光的强度与饱和光电流：饱和光电流与光强有关，与所加的正向电压大小无关．且饱和光电流与入射光强度成正比的规律是对频率相同的光照射金属产生光电效应而言的．对于不同频率的光，由于每个光子的能量不同，饱和光电流与入射光强度之间不是简单的正比关系．

例1　(多选)现用某一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生．下列说法正确的是(　　)

A．保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大

B．入射光的频率变高，饱和光电流变大

C．入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大

D．保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生

答案　AC

A．入射光太弱

B．入射光波长太长

C．光照时间太短

D．电源正、负极接反

答案　BD

解析　金属存在截止频率，超过截止频率的光照射金属时才会有光电子射出．射出的光电子的动能随频率的增大而增大，动能小时不能克服反向电压，也不会有光电流．入射光的频率低于截止频率，不能产生光电效应，与光照强弱无关，选项B正确，A错误；电路中电源正、负极接反，对光电管加了反向电压，若该电压超过了遏止电压，也没有光电流产生，D正确；光电效应的产生与光照时间无关，C错误．

二、光电效应方程的理解和应用

1．光电效应方程E_k＝hν－W₀的四点理解

(1)式中的E_k是光电子的最大初动能，就某个光电子而言，其离开金属时剩余动能大小可以是0～E_k范围内的任何数值．

(2)光电效应方程实质上是能量守恒方程．

①能量为ε＝hν的光子被电子吸收，电子把这些能量的一部分用来克服金属表面对它的吸引，另一部分就是电子离开金属表面时的动能．

②如要克服吸引力做功最少为W₀，则电子离开金属表面时动能最大为E_k，根据能量守恒定律可知：E_k＝hν－W₀.