高中物理 模塊要點(diǎn)回眸 第8點(diǎn) 理解光電效應(yīng)方程的五個(gè)要點(diǎn)素材 滬科版選修3-5(通用)

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1、第8點(diǎn) 理解光電效應(yīng)方程的五個(gè)要點(diǎn) 光電效應(yīng)方程:Ekm=hν-W. 其中Ekm=mev為光電子的最大動(dòng)能,W為金屬的逸出功. 要正確理解光電效應(yīng)方程需注意以下五點(diǎn): 1.式中Ekm是光電子的最大動(dòng)能,就某個(gè)光電子而言,其離開金屬時(shí)的動(dòng)能大小可以是0~Ekm范圍內(nèi)的任何數(shù)值. 2.光電效應(yīng)方程表明光電子的最大動(dòng)能與入射光的頻率ν呈線性關(guān)系(注意不是正比關(guān)系),與光強(qiáng)無關(guān). 3.光電效應(yīng)方程包含了產(chǎn)生光電效應(yīng)的條件,即Ekm=hν-W>0,亦即hν>W,ν>=ν0,而ν0=是金屬的極限頻率. 4.光電效應(yīng)方程實(shí)質(zhì)上是能量守恒方程. 5.逸出功W:電子從金屬中逸出所需要的克服

2、束縛而消耗的能量的最小值,叫做金屬的逸出功.光電效應(yīng)中,從金屬表面逸出的電子消耗能量最少. 對(duì)點(diǎn)例題 某金屬的逸出功為W,用波長(zhǎng)為λ的光照射金屬的表面,當(dāng)遏止電壓取某個(gè)值時(shí),光電流便被截止.當(dāng)光的波長(zhǎng)改變?yōu)樵ㄩL(zhǎng)的1/n后,已查明使電流截止的遏止電壓必須增大到原值的η倍,試計(jì)算原入射光的波長(zhǎng)λ. 解題指導(dǎo) 利用eU0=hν-W,按題意可寫出兩個(gè)方程: eU0=h-W, 以及eηU0=h-W, 兩式相減得 (η-1)eU0=h(n-1). 再將上述第一式代入,便有 (η-1)(h-W)=h(n-1). λ=. 答案  難點(diǎn)釋疑 遏止電壓U0與最大動(dòng)能的關(guān)系為:Ekm=e

3、U0. 如圖1所示,陰極K用極限波長(zhǎng)λ0=0.66 μm的金屬銫制成,用波長(zhǎng)λ=0.50 μm的綠光照射陰極K,調(diào)整兩個(gè)極板電壓,當(dāng)A極板電壓比陰極高出2.5 V時(shí) ,光電流達(dá)到飽和,電流表示數(shù)為I=0.64 μA,求: 圖1 (1)每秒鐘陰極發(fā)射的光電子數(shù)和光電子飛出陰極時(shí)的最大動(dòng)能; (2)如果把照射陰極綠光的光強(qiáng)增大為原來的2倍,每秒鐘陰極發(fā)射的光電子數(shù)和光電子飛出陰極的最大動(dòng)能. 答案 (1)4.0×1012個(gè) 9.64×10-20 J (2)8.0×1012個(gè) 9.64×10-20 J 解析 (1)當(dāng)電流達(dá)到飽和時(shí),陰極發(fā)射的光電子全部到達(dá)陽(yáng)極A,陰極每秒鐘發(fā)射的光電子的個(gè)數(shù) n===4.0×1012(個(gè)). 根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程,光電子的最大動(dòng)能: mv=hν-W=h-h(huán) =6.63×10-34×3×108×(-) J =9.64×10-20 J. (2)如果入射光的頻率不變,光強(qiáng)加倍,根據(jù)光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)規(guī)律知,陰極每秒鐘發(fā)射的光電子的個(gè)數(shù) n′=2n=8.0×1012(個(gè)), 光電子的最大動(dòng)能仍然是 mv=9.64×10-20 J.

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