知识点一 光电效应
1.光电效应现象
在光的照射下电子从物体表面逸出的现象称为光电效应,从金属表面逸出的电子称为光电子。
2.光电效应实验规律
(1)当入射光的频率低于某一频率时,光电流消失,这一频率称为极限频率。只有当入射光的频率大于或等于这个极限频率时,才会产生光电效应。
(2)从光照射到金属表面至产生光电效应间隔的时间很短,通常在10-9s内。
(3)产生光电效应时,在光照强度不变的情况下,光电流随电压的增大而增大,当电流增大到一定值后,即使电压再增大,电流也不再增加,达到饱和值,即为饱和电流。在光频率不变时,入射光越强,单位时间内逸出的电子数也越多,饱和电流越大。
(4)如果施加反向电压,当反向电压大于某一值时,光电流为零,这一电压值称为遏止电压,用Uc表示。则Uc与光电子最大初动能满足的关系为eUc=mv2m。
说明:不同金属的极限频率一般不同。
1:思考辨析(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)光电效应实验中光照时间越长光电流越大。 (×)
(2)光电子的最大初动能与入射光的强度无关。 (√)
(3)从光照射到金属表面至产生光电效应的时间很长。 (×)
2:填空
遏止电压与光电子最大初动能关系式满足eUc=mv2m。
知识点二 光电效应的解释与应用 光的波粒二象性
1.光电效应的解释
(1)光子说:看似连续的光实际上是由数量有限、分立的光子组成,一个光子的能量为hν。
(2)爱因斯坦光电效应方程
①表达式:hν=W+mv2。
②各物理量的意义:hν表示一个光子的能量,W表示金属的逸出功,mv2表示电子离开金属表面的最大初动能。
2.光电效应的应用
(1)光电开关。
(2)光电成像。
3.光的波粒二象性
(1)光具有波粒二象性:光子既有粒子的特征,又有波的特征。
(2)光波是一种概率波。
(3)光的波动性和粒子性不是均衡表现的,有时波动性表现得比较明显,有时粒子性表现得比较明显。
说明:①光越强,包含的光子数越多,照射金属时产生的光电子就多,因而饱和电流大;②入射光的强度,指单位时间照射在金属单位面积上的光子总能量,在入射光频率不变的情况下,光强与光子数成正比;③单位时间内发射出来的电子数由光强决定。
3:思考辨析(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)爱因斯坦发展了普朗克的能量不连续思想,提出了光量子的概念。
(√)
(2)光子通过狭缝后落在亮纹处的概率较小。 (×)
(3)光电效应在自动化控制和光电成像等领域有着广泛的应用。 (√)
(4)光的波动性和粒子性是统一的,光具有波粒二象性。 (√)