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刘叔著作《高中物理手册》:光电子的强度与入射光

更新时间:2024-03-31 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

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什么是光电效应3D8物理好资源网(原物理ok网)

金属中的电子在光的照射下从金属表面逸出的现象称为光电效应,发射出的电子称为光电子。3D8物理好资源网(原物理ok网)

光电效应四大定律3D8物理好资源网(原物理ok网)

(1)每种金属都有一个极限频率。3D8物理好资源网(原物理ok网)

(2)当光照射到金属表面时,光电子几乎是瞬时发射的。3D8物理好资源网(原物理ok网)

(3)光电子的最大初始动能与入射光的强度无关,只随着入射光的频率而增加。3D8物理好资源网(原物理ok网)

(4)光电流的强度与入射光的强度成正比。3D8物理好资源网(原物理ok网)

光电效应的五个概念3D8物理好资源网(原物理ok网)

(1)光子和光电子:光子是指光在空间传播时的每一种能量。 光子不带电; 光电子是金属表面受到光照射时发射的电子,其本质是电子。 光子是因,光电子是果。3D8物理好资源网(原物理ok网)

(2)光电子动能和光电子最大初始动能:金属表面的电子只有直接飞出,只需克服原子核的引力做功,才能具有最大初始动能。3D8物理好资源网(原物理ok网)

(3)光电流和饱和光电流:从金属板飞出的光电子到达阳极,电路中产生光电流。 随着施加的正向电压增加,光电流趋于饱和值。 这个饱和度值就是饱和度。 光电流高中物理光电效应,在一定光照条件下,饱和光电流与外加电压无关。3D8物理好资源网(原物理ok网)

(4)入射光强度和光子能量:入射光强度是指单位时间内照射到金属表面单位面积上的总能量。3D8物理好资源网(原物理ok网)

(5)光强度和饱和光电流:同频率的光照射金属产生光电效应。 入射光越强,饱和光电流越大,但并不是简单的比例关系。3D8物理好资源网(原物理ok网)

光电效应的两种对应关系3D8物理好资源网(原物理ok网)

(1)(频率恒定)入射光强↑→光子数↑→发射光电子↑→光电流↑;3D8物理好资源网(原物理ok网)

(2) 光子频率↑→光子能量↑→光电子最大初始动能↑。3D8物理好资源网(原物理ok网)

理解爱因斯坦的光电效应方程3D8物理好资源网(原物理ok网)

(1)爱因斯坦光电效应方程Ek=hν-W0。3D8物理好资源网(原物理ok网)

(2) 光电子的最大初始动能Ek可以采用光电管实验方法测量,即Ek=eUc高中物理光电效应,其中Uc为抑制电压。3D8物理好资源网(原物理ok网)

实验电路图如下。 阴极与负极相连,产生正电压,光电子加速,电流增大。 电流代表最大数后,电压和电流保持不变,即饱和电流; 阴极与正极相连产生反向电压,电子减速。 当电流代表的数字达到零时,电压值就是阻断电压。3D8物理好资源网(原物理ok网)

(3)功函数W0与极限频率νc的关系为W0=hνc。3D8物理好资源网(原物理ok网)

光电效应3D8物理好资源网(原物理ok网)

光电效应方程3D8物理好资源网(原物理ok网)

我们来说说光电效应实验3D8物理好资源网(原物理ok网)

例子:3D8物理好资源网(原物理ok网)

1、(多选)如图所示,电路中各元件完好,但当光线照射到光电管时,敏感检流计没有电流通过。 原因可能是( )3D8物理好资源网(原物理ok网)

A. 入射光太弱3D8物理好资源网(原物理ok网)

B. 入射光的波长太长3D8物理好资源网(原物理ok网)

C.点亮时间短3D8物理好资源网(原物理ok网)

D、电源正负极接反3D8物理好资源网(原物理ok网)

分析:如果入射光的波长太长且入射光的频率低于截止频率,则不能发生光电效应,故选项B正确; 电路中电源反向,光电管上加有反向电压。 如果电压超过停止电压,则不会产生光电流,因此选项D是正确的。 答案:BD3D8物理好资源网(原物理ok网)

2、如图所示,当一束一定强度、一定频率的黄光照射在光电管阴极K上时,滑块P位于A、B的中点,有电流流过电流表,则 ( )3D8物理好资源网(原物理ok网)

A. 如果滑动触点 P 向端子 B 移动,电流表读数可能不会改变。3D8物理好资源网(原物理ok网)

B、如果将滑动触头P向端子A移动,电流表读数肯定会增加。3D8物理好资源网(原物理ok网)

C、若阴极K受到红外线照射,电流表中将无电流流过。3D8物理好资源网(原物理ok网)

D、若用相同强度的紫外光照射阴极K,电流表读数不会变化。3D8物理好资源网(原物理ok网)

分析:施加电压使光电子加速到达阳极,敏感电流表中有电流流过,可能处于饱和电流。 当滑块移动到B端时,电流表读数可能不会改变; 当滑块移动到A端时,施加的电压减小,光电流可能减小或保持不变,所以A是正确的,B是错误的。 如果用红外线照射阴极K,由于红外线的频率比可见光小,可能不会发生光电效应,电流表也可能不会没有电流,所以C是错误的。 如果用一束相同强度的紫外光照射阴极K,且紫外光的频率大于可见光的频率,则光子数会减少,电流表读数会减少,所以D为错误的。 选择一个3D8物理好资源网(原物理ok网)

3.(多选)1905年,爱因斯坦进一步推广了普朗克的量子化概念,成功解释了光电效应现象,并提出了光子理论。 与光电效应有关的四幅图像中,下列说法正确的是( )3D8物理好资源网(原物理ok网)

A、图1中,当紫外线照射锌板时,发现验电器指针偏转,说明锌板带正电,验电器带负电。3D8物理好资源网(原物理ok网)

B、图2中,从光电流与电压的关系可以看出,当电压相同时,光越强,光电流越大,说明抑制电压与光的强度有关。3D8物理好资源网(原物理ok网)

C、图3中,如果电子电荷用e、v1、vc表示,U1已知,则从Uc-v图像中可以得到普朗克常数的表达式:3D8物理好资源网(原物理ok网)

D、图4中,从光电子最大初始动能Ek与入射光频率v的关系可知,金属的功函数为E或hVc。3D8物理好资源网(原物理ok网)

答案:光盘3D8物理好资源网(原物理ok网)

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