2019-2020学年粤教版选修3-5 第二章第二节光子 学案
2019-2020学年粤教版选修3-5  第二章第二节光子 学案第3页

  等于电子脱离原子核束缚需要做的最少的功,因此只由材料决定,锌片和银片的光电效应中,光电子的逸出功一定不相同.由Ekm=hν-W,照射光子能量hν相同,逸出功W不同,则电子最大初动能不同.由于光电子吸收光子后到达金属表面的路径不同,途中损失的能量也不同,因而脱离金属时的初动能分布在零到最大初动能之间.所以,在两个不同光电效应的光电子中,有时初动能是可能相等的.

  [答案] A C BD

   对光电效应方程的理解

  1.光电效应方程Ek=hν-W0的理解

  (1)式中的Ek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~Ek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.

  能量为ε=hν的光子被电子所吸收,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.如果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Ek,根据能量守恒定律可知:Ek=hν-W0.

  (3)光电效应方程包含了产生光电效应的条件.

  若发生光电效应,则光电子的最大初动能必须大于零,即Ek=hν-W0>0,亦即hν>W0,ν>=ν0,而ν0= 恰好是光电效应的极限频率.

  2.光子说对光电效应的解释

  (1)饱和光电流与光强关系:光越强,包含的光子数越多,照射金属时产生的光电子越多,因而饱和光电流越大.所以,入射光频率一定时,饱和光电流与光强成正比.

  (2)存在极限频率和遏止电压:爱因斯坦光电效应方程表明光电子的初动能与入射光频率成线性关系,与光强无关,所以遏止电压由入射光频率决定,与光强无关.光电效应方程同时表明,只有hν>W0时,才有光电子逸出,ν0=就是光电效应的极限频率.

  (3)光电效应具有瞬时性:电子一次性吸收光子的全部能量,不需要积累能量的时间,所以光电效应几乎是瞬时发生的.

   (1)逸出功和极限频率均由金属本身决定,与其他因素无关.

  (2)光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大,但不是正比关系.

   铝的逸出功为4.2 eV,现用波长为200 nm的光照射铝的表面.已知h=6.63×10-34J·s,求:

  (1)光电子的最大初动能;

  (2)遏止电压;

  (3)铝的极限频率.

[解析] (1)根据光电效应方程Ek=hν-W0有