物理 动量+光电效应
（一）运动部分1.一质点沿x 轴正方向做直线运动，通过坐标原点时开始计时，其xt -t 的图象如图所示，则下列说法正确的是（）A 质点做匀速直线运动，速度为0.5m/sB.质点做匀加速直线运动，加速度为0.5m/sC.质点在第1s 内的平均速度0.75m/sD.质点在1s 末速度为1.5m/s1.答案：D x t =v 0+gt/2 所以 v 0=0.5m/s g=1m/s 22.如图所示，一小球从斜轨道的某高度处由静止滑下，然后沿竖直光滑轨道的内侧运动．已知圆轨道的半径为R ，忽略一切摩擦阻力,则以圆轨道最低点为零势能面，小球的初位置高度在多少时，在运动过程中能不脱离轨道？2.答案：H ≤0.5R ，或H ≥2.5R 时3.如图所示，倾角为θ的斜面底端固定挡P ，质量为m 的小物块A 与质量不计的木板B 叠放在斜面上，A 位于B 的最上端且与P 相距L.已知A 与B ，B 与斜面的动摩擦因数分别为μ1,μ2，且μ1＞tan θ＞μ2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
A 与挡板相撞没有机械能损失，将A,B 同时由静止释放，求： （1）A,B 释放时，物块A 的加速度大小（2）若A 与挡板不相撞，木板的最小长度L0（3）若木板长度为l ，整个过程中木板运动的总路程3.（1）释放木板与物块A ，它们一起下滑，以木板与物块A 为研究对象，,设其加速度大小为a1，由牛顿第二定律有：mgsin θ-μ2mgcos θ=ma1 解得：a 1=gsin θ-μ2cos θ（2）在木板B 与挡板未碰之前，A 和B 相对静止，以相同的加速度一起向下做匀加速运动，木板B 与挡板相碰后立即静止，A 开始匀减速下滑，若物块A 到达挡板时的速度恰好为0，此时木板长度即为最小长度l 0，设木板与挡板相碰撞瞬间速度为v ，则有：v 2=2a 1(L-L 0)木板静止后，物块减速下滑时的加速度大小为a 2由牛顿第二定律有：μ1mgcos θ-mgsin θ=ma 2,解得：a 2=μ1gcos θ-gsin θ 由运动学公式：02-v 2=-2a 2l 0联立以上各式可解得：l 0=（sin θ--μ2cos θ）/（μ1-μ2）cos θ （3）分两种情况：①若l ≥L 0，木板与挡板相撞后不反弹，物块A 一直减速直到静止在木板上， 古木板通过的路程为：s=L-l②若L≥l，木板与挡板相撞后，物块A在木板上减速运动直至与挡板相撞，由于碰撞过程中没有机械能损失，A将以碰前速率返回，并带动木板一起随物块向上减速，当它们的速度减为零后，再重复上述过程，直到物块A停在挡板处。
物块与木耙间由于摩擦产生的热量Q1=μ1mgcosθ·l木板与斜面间由于摩擦产生的热量Q2=μ2mgcosθ·s4.一竖直放置的轻弹簧，一端固定于地面，一端与质量为3kg的B固定在一起，质量为1kg的物体A放于B上，现在A和B正在一起竖直向上运动。
如图所示，当A，B分离后，A上升0.2m到达最高点，此时B速度方向向下，弹簧为原长，则从AB分离起至A到达最高点的这一过程中，弹簧的弹力对B额冲量大小以及弹簧的弹力对B做的功（）A 1.2N·SB 6N·SC 0 JD 4 J4. BC 自分离时至A达到最高点位移0.2m,易得此时间段时长t2=0.1s，分离时VA =VB=1m/sA和B分离时弹簧原长，A达到最高点时弹簧依旧是原长，则B在次时间段内的运动过程是对称的，则对于B，有：①重力做功为0，动能变化量为0，即弹簧做功为0②B的速度该变量为2m/s，则△I=6N·S（二）波粒二象性1.如图所示为伦琴射线管的示意图，K为阴极钨丝，发射的电子初速度为零，A为对阴极（阳极），当AK之间加直流电压U=30KV时，电子初加速打在对阴极为上，使之发出伦琴射线，设电子的动能全部转化为伦琴射线的能量。
试求：（1）电子到达对阴极的速度是多大？（2）由对阴极发出的伦琴射线的最短波长是多大？（3）若AK间的电流为10mA那么每秒钟从对阴极归多能辐射出多少个伦琴射线光子（电子电量e=1.6×10－ 19C，质量m=0.91×10－ 30kg）1.解析：（1）qU=ΔEk＝mV2/2 ，V=1.0×l08m/s（2）qU=mV2/2=h；λ=hC/qU=4.1×10－ 11m（3）I=q/t=ne/t，n=It/e=6.25×1016（个）2．在下列各组所说的两个现象中，都表现出光具有粒子性的是（）A．光的折射现象、偏振现象B．光的反射现象、干涉现象C．光的衍射现象、色散现象D．光电效应现象、康普顿效应2.答案 D粒子性：光电效应现象康普顿效应；波动性：干涉衍射偏振色散其中，折射和反射网上怎么说的都有，也不做太大要求，3.紫外线光子的动量为hvc ，一个静止的O 3吸收了一个紫外线光子后（ ） A ．仍然静止 B ．沿着光子原来运动的方向运动C ．沿光子运动相反方向运动D ．可能向任何方向运动3.B 解析：由动量守恒定律知，吸收了紫外线光子的O 3分子与光子原来运动方向相同。
4.如图所示，伦琴射线管两极加上一高压电源，即可在阳极A 上产生X 射线。
（h=6.63×10－34J ·s ，电子电 荷量e=1.6×10－19C ） （1）如高压电源的电压为20kV ，求X 射线的最短波长；（2）如此时电流表读数为5mA ，1s 内产生5×1013个平均波长为1.0×10－10m 的光子，求伦琴射线管的工作效率。
4.（1）X 射线管阴极上产生的热电子在20kV 高压加速下获得的动能全部变成X 光子的能量，X 光子的波长最短。
由W=Ue=hv=hc/λ 得λ=hc/Ue=6.63×10−34×3×1082×10×1.6×10m=6.2×10－11m （2）高压电源的电功率P 1=UI=100W每秒产生X 光子的能量P 2=nhc/λ=0.1W 效率为η=P2P 1=0.1%5.[2016·全国卷Ⅰ，35(1)]现用某一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生。
下列说法正确的是( )A.保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大B.入射光的频率变高，饱和光电流变大C.入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大D.保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生E.遏止电压的大小与入射光的频率有关，与入射光的光强无关5. 答案 ACE解析 在发生光电效应时，饱和光电流大小由光照强度来决定，与频率无关，光照强度越大饱和光电流越大，因此A 正确，B 错误；根据E km ＝h ν－W 可知，对于同一光电管，逸出功W 不变，当频率变高，最大初动能E km 变大，因此C 正确；由光电效应规律可知，当频率低于截止频率时无论光照强度多大，都不会有光电流产生，因此D 错误；由E km ＝eU c 和E km ＝h ν－W ，得h ν－W ＝eU c ，遏制电压只与入射光频率有关，与入射光强无关，因此E 正确。
6.图4是某金属发生光电效应时光电子的最大初动能E k 与入射光频率ν的关系图象，可知该金属的逸出功为________.若入射光的频率为2ν0，则产生的光电子最大初动能为________.(已知普朗克常量为h) 6.答案 h ν0h ν0解析 从图象上可知，逸出功W 0＝h ν0.根据光电效应方程，E k ＝h ν－W 0＝h ν－h ν0.若入射光的频率为2ν0，则产生的光电子的最大初动能为h ν0.7.波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的有( )A．光电效应现象揭示了光的粒子性B．热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性C．黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释D．动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等7.答案 AB解析光电效应说明光的粒子性，所以A项正确；热中子在晶体上产生衍射图样，即运动的实物粒子具有波的特性，即说明中子具有波动性，所以B项正确；黑体辐射的实验规律说明电磁辐射具有量子化，即黑体辐射是不连续的、一份一份的，所以黑体辐射用光的粒子性解释，即C错误；根据德布罗意波长公式λ＝hp，p2＝2mEk，又质子的质量大于电子的质量，所以动能相等的质子和电子，质子的德布罗意波长较短，所以D项错误．8.如图所示，当弧光灯发出的光经一狭缝后，在锌板上形成明暗相间的条纹，同时与锌板相连的验电器铝箔有张角，则该实验( )A．只能证明光具有波动性B．只能证明光具有粒子性C．只能证明光能够发生衍射D．证明光具有波粒二象性8.解析：弧光灯发出的光经一狭缝后，在锌板上形成明暗相间的条纹，这是光的衍射，证明了光具有波动性，验电器铝箔有张角，说明锌板发生了光电效应，则证明了光具有粒子性，所以该实验证明了光具有波粒二象性，D正确．答案：D9.原子从一个高能级跃迁到一个较低的能级时，有可能不发射光子。
例如在某种条件下，铬原子的n＝2能级上的电子跃迁到n＝1能级上时并不发射光子，而是将相应的能量转交给n＝4能级上的电子，使之能脱离原子，这一现象叫做俄歇效应，以这种方式脱离了原子的电子叫做俄歇电子。
已知铬原子的能级公式可简化表示为En＝－An2，式中n＝1,2,3，……表示不同能级，A是正的已知常数，上述俄歇电子的动能是( )A.316A B．716AC.1116A D．1316A9.[解析] 先计算铬原子的n＝2能级上的电子跃迁到n＝1能级上时应释放的能量：ΔE＝E2－E1＝－A4＋A＝34A。
n＝4能级上的电子要电离所需的能量E4＝116A，则n＝4能级上的电子得到ΔE的能量后，首先需要能量使之电离，然后多余的能量以动能的形式存在，所以Ek ＝ΔE－E4＝1116A，选项C正确。
10.图甲所示为氢原子的能级，图乙为氢原子的光谱。
已知谱线a是氢原子从n ＝4的能级跃迁到n＝2的能级时的辐射光，则谱线b可能是氢原子________时的辐射光。
A．从n＝5的能级跃迁到n＝3的能级B．从n＝4的能级跃迁到n＝3的能级C．从n＝5的能级跃迁到n＝2的能级D．从n＝3的能级跃迁到n＝2的能级10.[解析] 谱线a是氢原子从n＝4的能级跃迁到n＝2的能级时的辐射光，波长大于谱线b的，所以a光的光子频率小于b光的光子频率，所以b光的光子能量大于n＝4和n＝2的能级差。
n＝3和n＝2的能级差、n＝4和n＝3的能级差、n＝5和n＝3的能级差都小于n＝4和n＝2的能级差。
n＝5和n＝2的能级差大于n＝4和n＝2的能级差。
光电效应中的物理名词解释
光电效应中的物理名词解释光电效应是光与物质相互作用的一种现象，它是20世纪初在科学界引起巨大轰动的重要发现之一。
通过对光电效应中涉及到的一些物理名词进行解释，我们可以更好地理解和探索这一现象。
1. 光子光电效应的核心是光子。
光子是光在微观尺度上的基本单位，既有粒子性又有波动性。
光子具有能量和动量，并遵循能量和动量守恒定律。
在光电效应中，光子的能量决定了电子的解离能力。
2. 光电子光电子是指通过光电效应从物质中解离出来的电子。
当光子与物质相互作用时，能量被传递给物质中的电子，使其获得足够的能量以克服束缚力，从而离开物质。
光电子的动能与光子的能量成正比，与物质的性质有关。
3. 阈值频率阈值频率是指物质表面上能够引起光电效应的最低频率。
当光子的频率低于阈值频率时，无论光子的强度如何都不会引起光电效应。
而当光子的频率大于或等于阈值频率时，光电效应才会发生。
4. 波长波长是光子的一个重要属性，它描述了光波的空间周期。
波长越短，频率越高，能量越高。
在光电效应中，波长决定了光子的能量大小，因此也是影响光电子动能的重要因素。
5. 动能光电子获得的能量被称为动能，它是光电效应中的一个重要物理量。
动能的大小取决于光子的能量以及物质的性质。
动能越大，光电子运动速度越快，离开物质的机会越大。
6. 逸出功逸出功是指物质中的电子克服束缚力所需的最小能量。
逸出功与物质的性质有关，不同的物质有着不同的逸出功值。
当光子的能量大于逸出功时，光电子才能从物质中解离出来。
通过对上述物理名词的解释，我们可以看出，光电效应是光子和物质相互作用的结果。
光子通过与物质中的电子发生相互作用，将能量传递给电子，使电子获得足够的能量从而脱离物质。
不同物质的阈值频率、逸出功和波长等因素将影响光电效应的发生和光电子的动能。
这一现象的发现与研究对于认识光的性质以及微粒的特性有着重要的推动作用。
尽管光电效应的相关物理名词解释似乎有些抽象，但它们在我们的日常生活和科学研究中起着重要的作用。
物理学史(选修)
物理学史（选修）
1.动量：
笛卡尔最先提出动量的概念（质量×速率，忽视方向性）→惠更斯：明确指出了动量的方向性和守恒性→牛顿修改（质量×速度）→逐渐建立了关于动量的概念
2.黑体辐射、能量：
1896德国物理学家维恩（短波区接近，长波区偏离），1900英国物理学家瑞利（长波区一致，短波区偏离），分别提出辐射强度按波长分布的理论公式1900年底普朗克提出最小能量值——能量子的概念→爱因斯坦认为光本身就是由一个个不可分割的能量子组成，提出了光电效应方程
3．光
粒子性：P.勒纳德和汤姆孙通过实验发现了光电效应
康普顿效应表明光子除了能量外还有动量
波动性：1924德布罗意提出实物粒子也具有波动性的假设→1927年戴维孙和G.P.汤姆孙利用晶体做电子束衍射的实验，证实了电子的波动性
波恩指出，光波是一种概率波
4.电子：
戈德斯坦（认为阴极射线的荧光由撞击引起）命名了阴极射线→1897汤姆孙根据射线的偏转证明了其本质是带负电的粒子流，并求出了比荷→后来被命名
密立根油滴实验精确测定了电荷值，并发现电子是量子化的
5.原子：
1898汤姆孙，汤姆孙模型/西瓜模型/枣糕模型→卢瑟福和其学生盖革、马斯顿进行α粒子散射实验→卢瑟福原子结构模型（又名核式结构模型）→波尔原子模型（3种假设）→电子云
基尔霍夫开创了光谱分析法
巴尔末对当时已知的、在可见光区的四条谱线做出分析，提出了巴尔末公式
1919卢瑟福用镭放射出的α粒子轰击氮原子核，发现了质子（p）→卢瑟福猜想中子的存在，他的学生查德威克通过实验证实了他的猜想
6. 射线：
贝克勒尔发现铀和含铀的矿物能够发出看不见的射线
玛丽·居里和丈夫发现钋和镭。
高中物理光电效应知识点总结
高中物理光电效应知识点总结光电效应是指当金属表面受到光照时，金属表面会释放出电子的现象。
这一现象被广泛应用于光电池、光电二极管等领域，对于现代科技的发展起到了重要作用。
光电效应的发现也为量子物理的发展提供了重要的实验证据，对于理解光和物质的相互作用机制有着重要意义。
一、光电效应的基本原理1.光电效应的基本概念光电效应是指当金属表面受到光照时，金属表面会释放出电子的现象。
这一现象最早由爱因斯坦在1905年提出，他认为光可以被理解为一种由粒子组成的电磁波，这些粒子被称为光子。
当光照射到金属表面时，光子会与金属表面的电子发生相互作用，将一部分能量转移给电子，使得电子从金属中逸出。
2.光电效应的实验现象光电效应实验通常可以通过以下步骤来进行：（1）将金属板作为阴极，通过接线与电压表和电流表连接，形成闭合电路。
（2）将金属板暴露在光照下，观察电流表的读数变化。
（3）当金属板受到光照时，电流表的读数会明显增加，表明光照可以促使金属释放出电子。
二、光电效应的关键参数1.光电子的最大动能当光照射到金属表面时，光子可以将能量转移给金属表面的电子，使得电子从金属中逸出。
这时电子的动能可以通过光电子的最大动能公式来表示：K_max = hν - φ其中K_max表示光电子的最大动能，h为普朗克常数，ν为光子的频率，φ为金属的功函数。
从公式可以看出，光电子的最大动能与光子的频率成正比，与金属的功函数成反比。
2.光电子的动量和波长关系光电效应中，光子与金属表面的电子发生相互作用，从而将一部分能量转移给电子。
这一过程不仅涉及到能量转移，还涉及到动量转移。
根据动量守恒定律，光子的动量和电子的动量之和应保持不变，可以得到光电效应中的动量和波长关系公式：p = h/λ其中p为光子的动量，h为普朗克常数，λ为光子的波长。
从公式可以看出，光子的波长与动量成反比，这说明波长越短的光子对金属的电子产生的动量越大，因此具有更强的光电效应。
高考物理一轮复习 第十一章 动量 近代物理初步 第3讲 光电效应 波粒二象性教案-高三全册物理教案
第3讲光电效应波粒二象性知识点一光电效应1.定义：在光的照射下从物体发射出的现象(发射出的电子称为光电子).2.产生条件：入射光的频率极限频率.3.光电效应规律(1)存在着饱和电流：对于一定颜色的光，入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多.(2)存在着遏止电压和截止频率：光电子的能量只与入射光的频率有关，而与入射光的强弱无关.当入射光的频率低于截止频率时不发生光电效应.(3)光电效应具有瞬时性：当频率超过截止频率时，无论入射光怎样微弱，几乎在照到金属时立即产生光电流，时间不超过10－9 s.答案：1.电子 2.大于知识点二爱因斯坦光电效应方程1.光子说：在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光子，光子的能量ε＝.2.逸出功W0：电子从金属中逸出所需做功的.3.最大初动能：发生光电效应时，金属表面上的吸收光子后克服原子核的引力逸出时所具有的动能的最大值.4.光电效应方程(1)表达式：hν＝E k ＋W 0或E k ＝ .(2)物理意义：金属表面的电子吸收一个光子获得的能量是hν，这些能量有一部分用来克服金属的逸出功W 0，剩下的表现为逸出后电子的最大初动能.答案：1.hν 2.最小值 3.电子 4.hν－W 0知识点三 光的波粒二象性与物质波1.光的波粒二象性(1)光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有 性.(2)光电效应说明光具有 性.(3)光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的 性.2.物质波(1)概率波：光的干涉现象是大量光子的运动遵守波动规律的表现，亮条纹是光子到达概率 的地方，暗条纹是光子到达概率 的地方，因此光波又叫概率波.(2)物质波：任何一个运动着的物体，小到微观粒子大到宏观物体都有一种波与它对应，其波长λ＝ ，p 为运动物体的动量，h 为普朗克常量.答案：1.(1)波动 (2)粒子 (3)波粒二象2.(1)大 小 (2)h p(1)光子和光电子都是实物粒子.( )(2)只要入射光的强度足够强，就可以使金属发生光电效应.( )(3)要使某金属发生光电效应，入射光子的能量必须大于金属的逸出功.( )(4)光电子的最大初动能与入射光子的频率成正比.( )(5)光的频率越高，光的粒子性越明显，但仍具有波动性.( )(6)德国物理学家普朗克提出了量子假说，成功地解释了光电效应规律.( )(7)美国物理学家康普顿发现了康普顿效应，证实了光的粒子性.( )(8)法国物理学家德布罗意大胆预言了实物粒子在一定条件下会表现为波动性.( )答案：(1)×(2)×(3)√(4)×(5)√(6)×(7)√(8)√考点光电效应现象和光电效应方程的应用1.任何一种金属，都有一个与之对应的极限频率，入射光的频率必须大于这个极限频率，才能发生光电效应；低于这个频率的光不能发生光电效应.所以判断光电效应是否发生应该比较题目中给出的入射光频率和对应金属的极限频率的大小.2.两条对应关系(1)光强大→光子数目多→发射光电子多→光电流大；(2)光子频率高→光子能量大→光电子的最大初动能大.3.定量分析时应抓住三个关系式(1)爱因斯坦光电效应方程：E k＝hν－W0.(2)最大初动能与遏止电压的关系：E k＝eU c.(3)逸出功与极限频率的关系：W0＝hν0.考向1 用光电管研究光电效应现象[典例1] (多选)现用某一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生.下列说法正确的是( )A.保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大B.入射光的频率变高，饱和光电流变大C.入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大D.保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生[解析] 根据光电效应规律，保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，则饱和光电流变大，选项A正确.由爱因斯坦光电效应方程知，入射光的频率变高，产生的光电子最大初动能变大，而饱和光电流与入射光的频率和光强都有关，选项B错误，C正确.保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，当入射光的频率小于极限频率时，就不能发生光电效应，没有光电流产生，选项D 错误.[答案] AC考向2 爱因斯坦光电效应方程的应用[典例2] 在光电效应实验中，某金属的截止频率相应的波长为λ0，该金属的逸出功为 .若用波长为λ(λ＜λ0)的单色光做该实验，则其遏止电压为 .(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] 设金属的截止频率为ν0，则该金属的逸出功W 0＝hν0＝h c λ0；对光电子，由动能定理得eU 0＝h c λ－W 0，解得U 0＝hc e ·λ0－λλλ0. [答案] hc λ0 hc e ·λ0－λλ0λ[变式1] 以往我们认识的光电效应是单光子光电效应，即一个电子在极短时间内只能吸收到一个光子而从金属表面逸出.强激光的出现丰富了人们对于光电效应的认识，用强激光照射金属，由于其光子密度极大，一个电子在极短时间内吸收多个光子成为可能，从而形成多光子光电效应，这已被实验证实.光电效应实验装置示意图如图所示.用频率为ν的普通光源照射阴极K ，没有发生光电效应.换用同样频率ν的强激光照射阴极K ，则发生了光电效应；此时，若加上反向电压U ，即将阴极K 接电源正极，阳极A 接电源负极，在KA 之间就形成了使光电子减速的电场.逐渐增大U ，光电流会逐渐减小；当光电流恰好减小到零时，所加反向电压U 可能是下列的(其中W 为逸出功，h 为普朗克常量，e 为电子电量)( )A.U ＝hνe －W eB.U ＝2hνe －W eC.U ＝2hν－WD.U ＝5hν2e －W e答案：B 解析：同频率的光照射K 极，普通光不能使其发生光电效应，而强激光能使其发生光电效应，说明一个电子吸收了多个光子.设吸收的光子个数为n ，光电子逸出的最大初动能为E k ，由光电效应方程知：E k ＝nhν－W (n ≥2) ①；光电子逸出后克服减速电场做功，由动能定理知E k ＝eU ②.联立上述两式得U ＝nhνe－W e，当n ＝2时，即为B 选项，其他选项均不可能. 对光电效应的四点提醒(1)能否发生光电效应，不取决于光的强度而取决于光的频率.(2)光电效应中的“光”不是特指可见光，也包括不可见光.(3)逸出功的大小由金属本身决定，与入射光无关.(4)光电子不是光子，而是电子.考点光电效应的图象分析 图象名称 图象形状由图线直接(间接)得到的物理量最大初动能E k 与入射光频率ν的关系图线 ①极限频率：图线与ν轴交点的横坐标νc ②逸出功：图线与E k 轴交点的纵坐标的绝对值 W 0＝|－E |＝E③普朗克常量：图线的斜率k ＝h颜色相同、强度不同的光，光电流与电压的关系①遏止电压U c ：图线与横轴的交点②饱和光电流I m ：电流的最大值③最大初动能：E km ＝eU c颜色不同时，光电流与电压的关系①遏止电压U c1、U c2②饱和光电流③最大初动能E k1＝eU c1，E k2＝eU c2遏止电压U c 与入射光频率ν的关系图线①截止频率νc ：图线与横轴的交点②遏止电压U c ：随入射光频率的增大而增大②普朗克常量h ：等于图线的斜率与电子电量的乘积，即h ＝ke (注：此时两极之间接反向电压)k[典例3] (多选)如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线，普朗克常量h ＝6.63×10－34 J·s，由图可知( )A.该金属的截止频率为4.27×1014 HzB.该金属的截止频率为5.5×1014HzC.该图线的斜率表示普朗克常量D.该金属的逸出功为0.5 eV[解析] 图线在横轴上的截距为截止频率，A 正确，B 错误；由光电效应方程E k ＝hν－W 0，可知图线的斜率为普朗克常量，C 正确；金属的逸出功为W 0＝hν0＝6.63×10－34×4.27×10141.6×10－19 eV ＝1.77 eV ，D 错误.[答案] AC考向2 对I U 图象的理解[典例4] (2017·甘肃兰州模拟)在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光)，如图所示，则可判断出( )A.甲光的频率大于乙光的频率B.乙光的波长大于丙光的波长C.乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率D.甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能[解析] 由于是同一光电管，因而不论对哪种光，极限频率和逸出功都相同，对于甲、乙两种光，反向截止电压相同，因而频率相同，A 项错误；丙光对应的反向截止电压较大，因而丙光的频率较高，波长较短，对应的光电子的最大初动能较大，故C 、D 项均错，只有B 项正确.[答案] B考向3 对U c ν图象的理解[典例5] 用不同频率的光照射某金属产生光电效应，测量金属的遏止电压U c 与入射光频率ν，得到U c ν图象如图所示，根据图象求出该金属的截止频率νc ＝ Hz ，普朗克常量h ＝ J·s.(已知电子电荷量e ＝1.6×10－19 C)[解析] 由题图线可知νc ＝5.0×1014 Hz ，又eU c ＝hν－W 0，所以U c ＝h e ν－W 0e.结合图线可得 k ＝h e ＝ 2.05.0×1014 V/Hz ，h ＝2.0×1.6×10－195.0×1014 J·s＝6.4×10－34 J·s. [答案] 5.0×1014 6.4×10－341.在U c ν图象中，图线与横轴的交点νc 表示截止频率，而在E k ν图象中，图线与横轴的交点νc 代表极限频率.2.普朗克常量记为h ，是一个物理常量，用以描述量子大小.在微观世界，每一个能量子的大小等于普朗克常量与频率的乘积，即E ＝hν.考点 光的波粒二象性、物质波1.从数量上看：个别光子的作用效果往往表现为粒子性；大量光子的作用效果往往表现为波动性.2.从频率上看：频率越低波动性越显著，越容易看到光的干涉和衍射现象；频率越高粒子性越显著，贯穿本领越强，越不容易看到光的干涉和衍射现象.3.从传播与作用上看：光在传播过程中往往表现出波动性；在与物质发生作用时往往表现为粒子性.4.波动性与粒子性的统一：由光子的能量E ＝hν、光子的动量表达式p ＝h λ也可以看出，光的波动性和粒子性并不矛盾：表示粒子性的能量和动量的计算式中都含有表示波的特征的物理量——频率ν和波长λ.5.理解光的波粒二象性时不可把光当成宏观概念中的波，也不可把光当成宏观概念中的粒子.考向1 对光的波粒二象性的理解[典例6] 物理学家做了一个有趣的实验：在双缝干涉实验中，在光屏处放上照相底片，若减弱光的强度，使光子只能一个一个地通过狭缝.实验结果表明，如果曝光时间不太长，底片上只能出现一些不规则的点；如果曝光时间足够长，底片上就会出现规则的干涉条纹.对这个实验结果下列认识正确的是( )A.曝光时间不长时，光的能量太小，底片上的条纹看不清楚，故出现不规则的点B.单个光子的运动没有确定的轨道C.干涉条纹中明亮的部分是光子到达机会较多的地方D.只有光子具有波粒二象性，微观粒子不具有波粒二象性[解析] 单个光子通过双缝后的落点无法预测，大量光子的落点出现一定的规律性，落在某些区域的可能性较大，这些区域正是波通过双缝后发生干涉时振幅加强的区域.光具有波粒二象性，少数光子的行为表现为粒子性，大量光子的行为表现为波动性.所以正确选项为B、C.不论光子还是微观粒子，都具有波粒二象性.[答案] BC考向2 对物质波的理解[典例7] (2017·浙江台州模拟)1927年戴维孙和汤姆孙分别完成了电子衍射实验，该实验是荣获诺贝尔奖的重大近代物理实验之一.如图所示的是该实验装置的简化图，下列说法不正确的是( )A.亮条纹是电子到达概率大的地方B.该实验说明物质波理论是正确的C.该实验再次说明光子具有波动性D.该实验说明实物粒子具有波动性[解析] 由题意可知，亮条纹是电子到达概率大的地方，暗条纹是粒子到达概率小的地方，故A正确；电子是实物粒子，能发生衍射现象，该实验说明物质波理论是正确的，不能说明光子的波动性，故B、D正确，C错误.本题选错误的，故选C.[答案] C微观粒子中的粒子性与宏观概念中的粒子性不同，通俗地讲，宏观粒子运动有确定的轨道，能预测，遵守经典物理学理论，而微观粒子运动轨道具有随机性，不能预测，也不遵守经典物理学理论；微观粒子的波动性与机械波也不相同，微观粒子的波动性是指粒子到达不同位置的机会不同，遵守统计规律，所以这种波叫概率波.1.[对波粒二象性的理解](多选)关于物质的波粒二象性，下列说法中正确的是( )A.不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微粒都具有波粒二象性B.运动的微观粒子与光子一样，当它们通过一个小孔时，都没有特定的运动轨道C.波动性和粒子性在宏观现象中是矛盾的、对立的，但在微观高速运动的现象中是统一的D.实物的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性答案：ABC 解析：光具有波粒二象性是微观世界具有的特殊规律，大量光子运动的规律表现出光的波动性，而单个光子的运动表现出光的粒子性.光的波长越长，波动性越明显；光的频率越高，粒子性越明显.而宏观物体的德布罗意波的波长太小，很难观察到波动性，并不是不具有波粒二象性，D错误.2.[对物质波的理解](多选)根据物质波理论，以下说法中正确的是( )A.只有微观粒子有波动性B.宏观物体具有波动性C.宏观物体的波动性不易被人观察到是因为它的波长太长D.速度相同的质子和电子相比，电子的波动性更为明显答案：BD 解析：因一切运动的物体都具有波动性，故A选项错误，B选项正确；宏观物体的物质波波长很短，人们不易观察到它的波动性，C选项错误；速度相同的质子与电子相比，因电子质量较小，物质波波长更长，所以电子波动性更明显，故D选项正确.3.[对光电效应的理解](多选)对光电效应的解释正确的是( )A.金属钠的每个电子可以吸收一个或一个以上的光子，当它积累的动能足够大时，就能逸出金属B.如果入射光子的能量小于金属表面的电子克服原子核的引力而逸出时所需做的最小功，便不能发生光电效应C.发生光电效应时，入射光越强，光子的能量就越大，光电子的最大初动能就越大D.由于不同金属的逸出功是不相同的，因此使不同金属产生光电效应入射光的最低频率也不同答案：BD 解析：按照爱因斯坦的光子说，光的能量是由光的频率决定的，与光强无关，入射光的频率越大，发生光电效应时产生的光电子的最大初动能越大.但要使电子离开金属须使电子具有足够的动能.而电子增加的动能只能来源于照射光的光子能量，但电子只能吸收一个光子，不能吸收多个光子，否则即使光的频率低，只要照射时间足够长，也会发生光电效应.电子从金属逸出时只有从金属表面向外逸出的电子克服原子核的引力所做的功最小.4.[对光电效应的理解](多选)如图所示，这是一个研究光电效应的电路图，下列叙述中正确的是( )A.只调换电源的极性，移动滑片P，当电流表示数为零时，电压表示数为遏止电压U0的数值B.保持光照条件不变，滑片P向右滑动的过程中，电流表示数将一直增大C.不改变光束颜色和电路，增大入射光束强度，电流表示数会增大D.图中入射光束的频率减小到某一数值f0时，无论滑片P怎样滑动，电流表示数都为零，则f0是阴极K的极限频率答案：BCD 解析：当只调换电源的极性时，电子从K到A减速运动，到A 恰好速度为零时对应电压为遏止电压，所以A 项错误.当其他条件不变，P 向右滑动，加在光电管两端的电压增加，光电子的运动更快，由I ＝q t得电流表读数变大，B 项正确.只增大入射光束强度时，单位时间内光电子数变多，电流表示数变大，C 项正确.当光束的频率为f 0时，无论P 怎样滑动，电流表示数都为零，说明未飞出光电子，则有W ＝hf 0，所以f 0为阴极K 的极限频率，D 项正确.5.[对光电效应方程的理解]用不同频率的紫外线分别照射钨和锌的表面而产生光电效应，可得到光电子最大初动能E k 随入射光频率ν变化的E k ν图象.已知钨的逸出功是3.28 eV ，锌的逸出功是3.34 eV.若将二者的图线画在同一个E k ν坐标系中，如图所示，用实线表示钨，虚线表示锌，则正确反映这一过程的是( )A BC D答案：A 解析：依据光电效应方程E k ＝hν－W 0可知，E k ν图线的斜率代表普朗克常量h ，因此钨和锌的E k ν图线应该平行.图线的横轴截距代表截止频率ν0，而ν0＝W 0h，因此钨的截止频率小些，综上所述，A 图正确.6.[光电效应方程的应用]在某次光电效应实验中，得到的遏止电压U c 与入射光的频率ν的关系如图所示.若该直线的斜率和截距分别为k 和b ，电子电荷量的绝对值为e ，则普朗克常量可表示为 ，所用材料的逸出功可表示为 .答案：ek －eb 解析：根据光电效应方程E km ＝hν－W 0及E km＝eU c 得U c ＝hνe －W 0e ，故h e ＝k ，b ＝－W 0e ，得h ＝ek ，W 0＝－eb .。
光电效应的基础原理和应用
光电效应的基础原理和应用第一章前言光电效应，指的是当光线照射到金属或其他电子材料表面时，会将一部分光能转化为电能的现象。
光电效应的原理早在19世纪末期就已经提出，20世纪初被广泛研究，诞生了量子力学的基本原理。
本文将介绍光电效应的基本原理和应用，希望对读者有所启发。
第二章基本原理2.1 公司韩原理光电效应的基本原理是海森堡提出的不确定性原理，即粒子的位置和动量无法完全同时确定。
有了这个基本原理，我们可以理解光电效应的工作原理：当光子碰撞到电子时，光子的能量可以被转移到电子上，这将导致电子脱离金属原子形成自由电子。
2.2 光电子发射定律发现光电效应后，物理学家开始研究光电发射的规律。
爱因斯坦在1905年提出了光电子发射定律，该定律可以用公式表示：Kmax = h × f − ϕ其中，Kmax代表最大动能，h代表普朗克常数，f代表光的频率，ϕ代表金属的逸出功（也称为工作函数）。
光的波长会影响最大动能的大小，而逸出功则是一个材料的属性，不同材料的逸出功也不同。
因此，在光电效应中，我们可以利用不同颜色的光来控制电子的最大动能。
2.3 相关实验光电效应的研究得到了大量实验的支持。
其中最著名的是Millikan的油滴实验，可以帮助我们确定电子的电荷和质量，并验证光电发射定律。
另外，Compton效应也是光电效应的一个有趣实验，它说明了光是由粒子组成的。
第三章应用3.1 光电导光电效应的应用非常广泛，其中之一是光电导。
光电导是指利用光电效应来传导电流的材料。
在它的内部，光能被转换成电能，并且电子会移动到一个带电盘或电极上。
通过使用这些材料，我们可以创建用于光电器件的最基本电路，如光电二极管和光敏电阻。
3.2 光伏材料光电效应的另一个应用领域是太阳能电池。
太阳能电池是一种转换光能成为电能的器件。
它的工作原理与光电效应类似：当光子进入太阳能电池时，它们会撞击材料表面的电子，使得它们获得能量并成为自由电子。
物理光电效应知识点
物理光电效应知识点光电效应是物理学中的一个重要现象，它揭示了光与物质之间的相互作用。
本文将从基本概念开始，逐步介绍光电效应的原理和应用。
一、基本概念光电效应是指当光照射到金属表面时，如果光的能量足够高，就能够将金属中的电子从原子中解离出来，形成自由电子。
这种现象是由光子与金属原子之间的相互作用引起的。
二、光电效应的原理 1. 光的粒子性：根据量子理论，光的能量被量子化为光子，光子具有能量和动量，与物质之间的相互作用是通过光子与物质中的电子碰撞实现的。
2. 光子能量与电子解离：根据能量守恒定律，当光子的能量大于或等于金属中电子的束缚能时，光子的能量就足够大，可以将电子从原子中解离出来。
三、光电效应的实验为了验证光电效应的原理，科学家进行了一系列的实验。
其中最著名的实验是由爱因斯坦提出的光电效应方程。
该方程表示了光电子的动能与光的频率之间的关系，即E = hv - φ，其中E为光电子的动能，h为普朗克常数，v为光的频率，φ为金属的逸出功。
通过测量光电子的动能和光的频率，可以验证该方程的正确性，从而证实光电效应的原理。
四、光电效应的应用 1. 光电池：光电池是利用光电效应将光能转化为电能的装置。
光电池广泛应用于太阳能发电领域，可以将阳光直接转化为电能，具有环保、可再生的特点。
2. 光电二极管：光电二极管是利用光电效应控制电流的半导体器件。
它可以将光信号转化为电信号，广泛应用于光通信、光电转换等领域。
3. 光电倍增管：光电倍增管是一种利用光电效应放大光信号的器件。
它可以将微弱的光信号转化为较强的电信号，用于增强光信号的强度和灵敏度。
五、总结光电效应是光与物质之间相互作用的重要现象，揭示了光的粒子性和能量量子化的特点。
通过实验验证和应用的推广，光电效应在能源转换、通信技术等领域具有重要的应用价值。
理解光电效应的原理和应用，有助于我们更深入地认识光与物质之间的相互作用，推动相关科学技术的发展和应用。
光电效应的所有公式
光电效应的所有公式
光电效应是指光子（光的量子）与物质相互作用时，电子从物质中被抽出的现象。
下面列出光电效应的公式以及其解释：
1. 基本公式：E = hf - Φ
其中，E是光电子能量，h是普朗克常数，f为光子的频率，Φ是金属的逸出功。
这个公式描述了光电效应的能量转换过程：光子的能量被传递给了电子，使得电子能够从金属中逸出。
2. 阈值频率公式：f0 = Φ/h
这个公式描述了能够引起光电效应的最低频率，即阈值频率，它取决于金属的逸出功和普朗克常数。
当光子的频率小于阈值频率时，没有光电子产生。
3. 光电流公式：I = neAve
其中，I是光电流，n是单位体积内的自由电子数，e是元电荷，A是光电极面积，v是电子的平均速度。
这个公式描述的是单位时间内从光电极发射的光电子数目。
4. 光电子最大动能公式：Kmax = hf - Φ
这个公式描述的是光电子在光电效应中能够获取的最大动能，它取决于光子的频率和金属的逸出功。
5. 光电子动量公式：p = h/λ
这个公式描述的是光子和光电子之间动量的守恒关系，其中p是光子或光电子的动量，h是普朗克常数，λ是光的波长。
总之，光电效应是量子物理学的一个基本现象，相关的公式和概念对于理解原子和分子结构、电子能带结构等领域非常重要。
名词解释光电效应
名词解释光电效应
光电效应（photoelectric effect）是指光线照射到金属或其他物质的表面时，会释放出电子的现象。
光电效应的发现是由德国物理学家赫兹在1887年首次观察到的。
他发现当紫外线照射到金属表面时，可以观察到电流的流动。
这一发现引发了对光电效应的进一步研究，并在20世纪初由爱因斯坦提出了量子理论来解释这一现象。
光电效应的原理可以归结为两个主要方面。
首先，光是由光子组成的，光子是一种具有能量和动量的粒子。
当光照射到金属表面时，光子会与金属表面上的束缚电子相互作用。
光子的能量足够大时，可以将金属束缚电子从金属表面上解离出来，并使其成为自由电子。
其次，金属表面上的电子具有一定的最大能量极限，称为逸出功。
逸出功越小，金属表面上的电子就越容易被光子激发并释放出来。
逸出功的大小与金属的材质有关，不同金属的逸出功也不同。
光电效应的特点有几个重要的方面。
首先，光电效应是一种瞬时的现象，当光子的能量小于逸出功时，光子和电子之间没有能量交换，因此不会发生光电效应。
其次，光电效应与光的强度没有直接关系，而与光的频率有关。
只有当光的频率高到一定程度，光子的能量才足够大，才能使电子克服逸出功的束缚而产生光电效应。
最后，光电效应中释放出的电子具有一定的动能，可以通过电场加速和收集，从而产生电流。
光电效应在各种领域都有广泛的应用。
在光电器件中，光电效应被用于制造光电二极管、光电倍增管等探测器件。
在光伏发电中，光电效应被用于将太阳光转换为电能。
在科学研究中，光电效应被用于研究光的特性和材料的电子结构等。
物理学中的光电效应
物理学中的光电效应光电效应是物理学中最基本的现象之一，它被广泛应用于现代技术和科学研究中。
在本文中，我们将深入探讨光电效应的定义、原理和应用。
一、光电效应的定义光电效应指的是，当光线照射到某些物质表面时，该物质表面会释放出电子。
这些电子称为光电子，它们的释放是由光子的能量来驱动的。
光电效应的本质是光的粒子性，即光子是具有一定能量和动量的微观粒子。
光电效应是一个基本的物理现象，它的研究使人们更好地理解了光的本质和量子力学的基本规律。
在实际应用中，光电效应被广泛用于电子学、照相和医学等领域。
二、光电效应的原理光电效应的产生原理与光子的能量和物质内部的电子结构有关。
当光线照射到物质表面时，能量高的光子会使物质表面上的电子吸收光子的能量并跃迁到较高能级的轨道上。
当电子达到足够高的能量时，它们就能够克服束缚在物质内部的力，逃离原子表面成为自由电子。
这些被释放出来的电子称为光电子，它们的动能等于光子能量减去电子与物质表面脱离时需要克服的势能。
光电效应的原理可以通过光电离截面可视化，光电离截面正比于光子能量，即当光子能量大于物质表面的结合能时，就会发生光电效应。
三、光电效应的应用光电效应在现代科技和工程领域有着广泛的应用。
以下列举了几个实际的例子：1. 光电池光电池利用光电效应将太阳光转化为电能，是一个环保节能的新型能源。
太阳能电池就是应用了光电效应的光电池的一种。
2. 光电传感器光电传感器是一种能够将光电效应应用于传感器技术中的传感器。
它可以将光信号转化为电信号，从而实现各种物理量的测量。
例如，照度传感器就是一种可以通过光电效应测量光强度的传感器。
3. 照相机照相机也是一种应用了光电效应的技术。
当光线进入相机时，会穿过透镜并照射到相机内部的感光器上。
感光器会将光线转化为电信号，并将其保存在记忆卡中。
4. 医学应用光电效应还被应用于医学领域。
例如，拍摄X光照片时，X光线照射到人体内部的某些物质上，这些物质中的电子就会受到光的作用并释放出电子。
光电效应光引起的电子释放现象
光电效应光引起的电子释放现象光电效应是指当光照射到金属表面时，金属中的电子受到激发而被释放出来的现象。
这一现象的发现对量子物理学的发展产生了重要影响，并为光电技术的应用提供了基础。
本文将介绍光电效应的历史、原理和应用。
一、历史光电效应最早在19世纪末的实验中被观察到。
德国物理学家海兹·赫兹于1887年进行了一系列实验，他发现当紫外光照射到金属板上时，会产生电流。
此后，荷兰物理学家亨利克·洛伦兹和法国物理学家雅克·奥古斯特·查尔尔在这一领域进行了深入研究，从而推动了对光电效应的理解。
二、原理光电效应的原理可以通过光子概念和能量守恒定律来解释。
光子是光的基本粒子，它具有能量和动量。
当光照射到金属表面时，光子与金属中的原子发生相互作用。
如果光子的能量足够高，它会将金属表面的电子激发到能量较高的状态，直至足以克服金属表面束缚电子的势能。
一旦电子获得充足的能量，它便会从金属表面释放出来，形成电流。
三、应用光电效应在科学研究和技术应用中具有广泛的用途。
以下列举了一些光电效应的应用：1. 光电测量：通过测量光电效应产生的电流或电压，可以精确测量光的强度、波长等参数。
这种测量方法已经应用在光谱学、光度计和光电传感器等领域。
2. 光电探测器：利用光电效应制造的光电探测器广泛应用于光通信、光电子器件和光学仪器等领域。
光电探测器可以将光信号转化为电信号，实现光与电的转换。
3. 光电发电：太阳能电池是一种常见的光电效应应用。
太阳能电池利用光电效应将太阳光转化为电能。
这种无污染、可再生的能源形式受到越来越多的关注。
4. 光电显示：光电效应在电视、计算机显示器和手机屏幕等设备中得到了广泛应用。
通过控制光电效应产生的电流，可以调节屏幕的亮度和显示效果。
5. 光电子学：光电效应的研究为光电子学提供了重要的理论基础。
在光电子学领域，研究学者利用光电效应开发了光电子器件、激光器等高技术产品。