1、阶段培优微专题 第十七章,一、光电效应规律的应用 【典例】关于光电效应,下列说法正确的是( ) A.从金属表面出来的光电子的最大初动能越大,这种金属的逸出功越小 B.入射光的光强一定时,频率越高,单位时间内逸出的光电子数就越多,C.极限频率越大的金属材料逸出功越大 D.只要光照射的时间足够长,任何金属都能产生光电效应,【解析】选C。根据爱因斯坦光电效应方程Ek=h-W0可 知,光电子的最大初动能跟入射光的频率和金属的逸出 功都有关,故A错误。单位时间内逸出的光电子的数目 多少跟入射光的强度有关,强度越大,单位时间内逸出 的光电子的数目越多。而入射光的频率越高,光电子的 最大初动能越大。单位时间
2、内逸出的光电子的数目与 入射光的频率无关,故B错误。根据爱因斯坦光电效应,方程Ek=h-W0可知,h0=W0,金属的极限频率越大,金属材料的逸出功越大,故C正确。电子在发生跃迁时一次只能吸收一个光子,而所谓极限频率是指处于最外层的电子发生电离时所要吸收的光子的频率,故只要入射光的频率低于金属的极限频率,无论时间多长,无论光的强度多大,都不能发生光电效应,故D错误。,【方法技巧】应用光电效应的规律的四个角度 (1)任何一种金属都有一个截止频率,入射光的频率必须大于这个截止频率才能发生光电效应,低于这个截止频率则不能发生光电效应。 (2)光电子的最大初动能与入射光的强度无关,随入射光频率的增大而增
3、大。,(3)光电效应的发生几乎是瞬时的,产生电流的时间不超过10-9s。 (4)大于截止频率的光照射金属时,光电流强度(反映单位时间内发射出的光电子数的多少)与入射光强度成正比。,【类题训练】 1.(2018中卫高二检测)用一束绿光照射光电管金属时不能产生光电效应,则下述措施可能使该金属产生光电效应的是( ) A.延长光照时间 B.保持光的频率不变,增大光的强度 C.换用一束蓝光照射 D.增大光电管的正向加速电压,【解析】选C。用一束绿光照射某金属时不能产生光电效应,绿光的频率小于金属的极限频率,要能发生光电效应,需改用频率更大的光照射(如蓝光)。能否发生光电效应与入射光的强度和照射时间无关。
4、故选C。,2.(多选)光电效应的实验结论是:对于某种金属( ) A.无论光强多强,只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应 B.无论光的频率多低,只要光照时间足够长就能产生光电效应 C.超过极限频率的入射光强度越弱,所产生的光电子的最大初动能就越小,D.超过极限频率的入射光频率越高,所产生的光电子的最大初动能就越大,【解析】选A、D。每种金属都有它的极限频率0,只有入射光子的频率大于极限频率0时,才会发生光电效应,与光照强度无关,故A正确,B错误;由光电效应方程Ek=h-W0=h-h0,可知入射光子的频率越大,产生的光电子的最大初动能也越大,与入射光的强度无关,故C错误,D正确;故选A、D。
5、,二、爱因斯坦光电效应方程的应用 【典例】(多选)(2018玉溪高二检测)在如图一所示的光电管的实验中(电源正、负极可以对调),用同一光电管得到了三条可见光的光电流与电压之间的关系曲线(图二中的甲光、乙光、丙光)。下列说法中正确的有( ),A.只要电流表中有电流通过,光电管中就发生了光电效应 B.同一光电管对不同颜色的单色光有各自不同的极限频率(截止频率),C.(图一中)电流表G的电流方向可以是a流向b、也可以是b流向a D.(图二中)由于甲光和乙光有共同的Uc2,可以确定甲光和乙光是同一种色光,【解析】选A、D。由题图可知,只要电流表有电流,则 有光电子通过电流表,因此一定会发生光电效应,故
6、A正 确;同一金属,截止频率是相同的,故B错误;由光电管结 构可知,光电子由右向左运动,则电流是从左流向右,即 a流向b,故C错误;根据eUc= =h-W0,入射光的频率 越高,对应的遏止电压Uc越大,甲光、乙光的遏止电压相 等,所以甲光、乙光的频率相等,即为同种光,故D正 确。故选A、D。,【方法技巧】爱因斯坦光电效应方程应用技巧 光电效应方程表达式为 =h-W0,其中Ek= 是最大初动能,W0为金属的逸出功。根据公式得到常见 物理量的求解。 (1)最大初动能: =h-W0 (2)遏止电压:eUc=EkUc= (3)截止频率:c=,【类题训练】 (2018盐城高二检测)一光电管的阴极K用截止频率为的金属铯制成,光电管阳极A和阴极K之间的正向电压为U。用波长为的单色光射向阴极,产生了光电流。已知普朗克常量为h,电子电荷量为e,真空中的光速为c。求:,(1)金属铯的逸出功W。 (2)光电子到达阳极的最大动能Ek。,【解析】(1)金属铯的逸出功W=h。 (2)根据光电效应方程知,光电子的最大初动能, Ekm=h -W=h -h 根据动能定理得,eU=Ek-Ekm, 解得光电子到达阳极的最大动能 Ek=eU+Ekm=eU+h -h。 答案:(1)h (2)eU+h -h,
