1、微型专题光电效应方程及其应用,第十七章波粒二象性,学科素养与目标要求,理解光电效应方程及其意义.,物理观念：,1.会用爱因斯坦光电效应方程分析有关问题. 2.会用图象描述光电效应有关物理量之间的关系，能利用图象求最大初动能、截止频率和普朗克常量.,科学思维：,重点探究,01,光电效应方程EkhW0的应用,一,1.光电效应方程的理解 (1)Ek为光电子的最大初动能，与金属的逸出功W0和光的频率有关. (2)若Ek0，则hW0，此时的即为金属的截止频率c. 2.光电效应现象的有关计算 (1)最大初动能的计算：EkhW0hhc；,例1在光电效应实验中，某金属的截止频率相对应的光的波长为0，该金属的逸
2、出功为_.若用波长为(0)的单色光做该实验，则其最大的初动能为_.(已知电子的电荷量、真空中的光速和普朗克常量分别为e、c和h),解析由光电效应方程知，光电子的最大初动能EkhW0，其中金属的逸出功W0h0，,针对训练1用波长为2.0107 m的紫外线照射钨的表面，释放出来的光电子中最大的初动能是3.71019J.由此可知，钨的截止频率约为(普朗克常量h6.631034 Js，光速c3.0108 m/s) A.5.51014Hz B.7.91014Hz C.9.41014Hz D.1.21015Hz,1.Ek图线 如图1所示，为光电子最大初动能Ek随入射光频率的变化图线，由EkhW0知，横轴上
3、的截距是阴极金属的截止频率c，纵轴上的截距是阴极金属的逸出功的负值W0，斜率是普朗克常量h.,光电效应图象问题,二,图1,2.IU图线 如图2所示是光电流I随光电管两极板间电压U的变化曲线，图中 Im为饱和光电流，Uc为遏止电压. 说明：(1)由EkeUc和EkhW0知，同一色光，遏止电压相同，与入射光强度无关；不同色光，频率越大，遏止电压越大； (2)在入射光频率一定时，饱和光电流随入射光强度的增大而增大.,图2,例2用不同频率的紫外线分别照射钨板和锌板而产生光电效应，可得到光电子的最大初动能Ek随入射光的频率变化的Ek图象，已知钨元素的逸出功为3.28 eV，锌元素的逸出功为3.34 eV
4、，若将两者的图象分别用实线与虚线画在同一个Ek图上.则下图中正确的是,解析根据光电效应方程EkhW0可知Ek图象的斜率为普朗克常量h，因此图中两图线应平行，C、D错； 横轴的截距表示恰能发生光电效应(光电子最大初动能为零)时的入射光的频率即截止频率.由光电效应方程可知，逸出功越大的金属对应的截止频率越大，则知能使金属锌发生光电效应的截止频率较大，A对，B错.,总结提升,处理图象问题时要理解图象的物理意义，写出图象所对应的函数关系式，明确斜率和截距的物理意义.,针对训练2(多选)(2018张家口市高二下期末)如图3，直线为光电子最大初动能与入射光频率的关系，已知直线的纵、横截距分别为a、b，电子
5、电荷量为e，下列表达式正确的是 A.普朗克常量h B.金属的截止频率cb C.金属的逸出功W0a D.若入射光频率为2b，则光电子的初动能一定为a,图3,解析根据光电效应方程EkhW0hhc知光电子的最大初动能Ek与入射光频率成线性关系，Ek图线的斜率表示普朗克常量，根据图线斜率可得出普朗克常量h ，逸出功W0a.横轴截距表示最大初动能为零时的入射光频率，此时的频率等于金属的截止频率b，故B、C正确，A错误； 据光电效应方程可知，入射光频率为2b时，最大初动能为：h2baa，并非光电子的初动能一定为a，故D错误.,例3(多选)在如图4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
6、到了三条可见光的光电流与电压之间的关系曲线(图中的甲光、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 自不同的截止频率 C.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.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,图4,解析由题图可知，只要电流表中有电流，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，则电流方向是从左向右，即a流向b，故C错误； 根据eUcEkhW0，入射光的频率越高，对应的遏止
7、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.,达标检测,02,1,2,3,1.(光电效应的图象)(2019鹤壁市高二下质检)用三种不同的单色光照射同一金属做光电效应实验，得到的光电流与电压的关系如图5所示，则下列说法正确的是 A.单色光A和B是颜色相同、强度不同的光 B.单色光A的频率大于单色光C的频率 C.单色光A的遏止电压大于单色光C的遏止电压 D.A光对应的光电子最大初动能大于C光对应的 光电子最大初动能,图5,解析由题图可知，单色光A和单色光B的遏止电压相同，所以它们是同一色光，相同电压时，单色光A对应的光电流更大，说明单位时间内照射的光电子
8、数更多，即单色光A更强，故A正确； 根据eUcEkhW0，可知入射光的频率越高，对应的遏止电压Uc越大，由题图可知单色光C的遏止电压大于单色光A的遏止电压，故单色光C的频率大于单色光A的频率，则单色光C对应的光电子的最大初动能大于单色光A对应的光电子的最大初动能，故B、C、D错误.,1,2,3,2.(光电效应方程的应用)(2018邢台市期末)若能量为E0的光子射到某金属表面时，从金属表面逸出的光电子的最大初动能为E，则能量为2E0的光子射到该金属表面时，逸出的光电子的最大初动能为 A.E0E B.E0E C.2E D.2E0E,解析设该金属的逸出功为W0，若用能量为E0的光子射到该金属表面时，
9、产生光电子的最大初动能为E，根据光电效应方程知：EE0W0；改用能量为2E0的光子射到该金属表面时，金属的逸出功不变，逸出的光电子的最大初动能为Ek2E0W0E0E，故A正确.,1,2,3,3.(光电效应方程的应用)(2018鹤壁市高二下质检)1916年，美国著名实验物理学家密立根，完全肯定了爱因斯坦的光电效应方程，并且测出了当时最精确的普朗克常量h的值，从而赢得1923年度诺贝尔物理学奖.若用如图6甲所示的实验装置测量某金属的遏止电压Uc与入射光频率，作出如图乙所示的Uc图象，电子电荷量e1.6 1019C，则下列说法正确的是 A.图甲中电极A连接电源的正极 B.普朗克常量约为6.641034 Js C.该金属的截止频率为5.01014 Hz D.该金属的逸出功约为6.611019 J,图6,1,2,3,解析电子从K极出来，在电场力的作用下做减速运动，所以电场线的方向向右，所以A极接电源负极，故A错；,金属的逸出功W0hc6.6110345.01014 J3.311019 J，故D错误.,1,2,3,
