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
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。
高中物理【光电效应 波粒二象性】知识点、规律总结
考点三 光的波粒二象性
自主学习
光既有波动性，又有粒子性，两者不是孤立的，而是有机的统一体，其表现规律为：
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＝hλ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．
第 1 讲 光电效应 波粒二象性
一、光电效应
1．光电效应现象：在光的照射下，金属中的电子从金属表面逸出的现象，称为光 电效应，发射出来的电子称为_光__电__子___．
2．光电效应的四个规律 (1)每种金属都有一个_极__限__频__率___． (2)光照射到金属表面时，光电子的发射几乎是_瞬__时___的． (3)光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光的_频__率___增大而增大． (4)光电流的强度与入射光的_强__度___成正比．
3．最大初动能 发生光电效应时，金属表面上的__电__子__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．爱因斯坦光电效应方程 (1)表达式：Ek＝hν－__W_0__． (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，这些能量的一部分 用来克服金属的逸出功 W0，剩下的表现为逸出后光电子的最大初动能 Ek自主学习
高中人教物理选择性必修二专题16 光电效应和原子结构——教师版
专题16 光电效应和原子结构（教师版）一、目标要求目标要求 重、难点 光电效应 重难点 康普顿效应 原子的核式结构模型 重点 氢原子光谱与玻尔氢原子模型重点二、知识点解析1．光电效应(1)光电效应现象：光照射在金属板上，金属板表面有电子逸出的现象，把这种电子叫做光电子； (2)爱因斯坦光电效应方程爱因斯坦认为，光是由一个个不可分割的能量子组成，频率为ν的光的能量子为hν，h 为普朗克常量，这些能量子称为光子．光电效应中，金属中电子吸收一个光子获得能量，其中一部分用于克服金属原子引力做功，剩下的能量表现为光电子的初动能E k ：0E h W k ν=-其中W 0称为金属的逸出功，是使电子脱离金属原子束缚所需做功的最小值，不同金属的逸出功不相同．(3)光电效应的规律：如图1所示①饱和电流逐渐增大两板之间的电压，电流表示数开始时逐渐增大，后保持不变，说明单位时间从K 板逸出的电图1子个数是确定的；光电流的最大值称为饱和电流；入射光的光照强度越大，单位时间内发生光电效应的光电子数目越多，饱和光电流越大；②遏止电压设光电子逸出时的初速度为v 0，改变两极板的电性，使光电子逸出后做减速运动，当电流表示数恰好为零时，两极板间的电压称为遏止电压，用U c 表示：20012c e eU m v h W ν==-可见遏止电压与入射光的频率和金属种类有关，与入射光的光照强度无关； 光电流与电压的关系如图2所示：③截止频率（极限频率）只有入射光的频率超过某一极限值时才会发生光电效应，这个极限值称为入射光的截止频率ν0； 令E k =0，即0=hν0－W 0，解得00W hν=，可见截止频率与金属的种类有关； 若某频率的光照射金属板时不发生光电效应，则无论怎样增大光照强度都不能使金属逸出光电子；而若某频率的光能使金属发生光电效应，极微弱的光照强度也能产生光电子．④瞬时性：当入射光的频率超过截止频率，无论入射光光照强度如何，从照射到逸出光电子的时间不超过10-9s ，即光电效应几乎是瞬时的．2．康普顿效应(1)光的散射：光在介质中与物质微粒相互作用，从而使得传播方向发生变化，这种现象称为光的散射； (2)康普顿效应：美国物理学家康普顿在研究石墨对X 射线的散射作用时，发现部分散射光的波长变长了，经过大量的实验，康普顿提出，光子除了具有能量ε=hν外，同时具有动量p ，如图3所示；图2图3光子的动量为：h pλ=康普顿效应中，光子与晶体中的电子发生碰撞，将一部分动量转移给电子，从而光子的动量减小，对应的波长增大．3．原子结构(1)电子的发现：英国物理学家J．J．汤姆孙认为阴极射线是一种带电粒子流，并在1897年测定了组成阴极射线的粒子的比荷，并将其命名为电子．(2)原子核式结构①汤姆孙的“枣糕模型”：汤姆孙认为原子是一个实心球体，正电荷弥漫性地均匀分布在球体内部，电子镶嵌其中，如图4所示．但“枣糕”模型不能解释高速电子流能透过原子的现象．②卢瑟福的“核式结构”：1911年新西兰英籍物理学家卢瑟福在用α粒子轰击金箔时，发现大部分粒子都穿透金箔，少数粒子有偏转，极少数粒子有较大角度的偏转；卢瑟福认为：在原子内部，正电部分仅占很小的空间，通过计算，原子的直径大约为10-10m，但带正电的核的直径仅有10-15m，而电子充斥在原子空旷的内部中高速运动，如图5所示，这就是卢瑟福提出的原子核式结构．图4(3)质子的发现：1918年，提出原子核式结构的卢瑟福用α粒子轰击氮核得到质子；(4)中子的发现：自卢瑟福发现质子后，科学界认为原子核是由质子组成的，但这与原子的质量有较大的差异，因此卢瑟福预言，原子核内还应有一种不带电的粒子，这种粒子的质量与质子相近；1932年由英国物理学家查德威克利用α粒子轰击铍核得到了这种粒子，并命名为中子．4．玻尔的原子模型利用经典物理学解释原子结构仍然有一定的困难，丹麦物理学家玻尔提出了自己的原子结构假说．(1)轨道量子化电子的轨道半径不是连续的，而是有特定的半径，即电子的轨道是量子化的而不是连续的，原子核内存在分立的轨道；若电子绕原子运动的最小半径为r1，则第n条轨道的半径满足：r n=n2r1电子只能在这些特定的轨道中运动，不可能出现在任意相邻两条轨道之间．(2)能量量子化电子在不同轨道运动时，原子具有不同的能量，玻尔将这些不同的能量值称为能级，原子中具有确定能量的稳定状态称为定态；当电子在最低轨道中运动时，原子具有最小的能量，把原子处于最低能量的状态称为基态，其他能量状态称为激发态；以氢原子核为例，已知电子带电荷量为－e，氢原子核带电荷量为+e，相距为R的Q和q之间具有的电势能为p kQqER=，设电子的轨道半径为r n根据库仑力提供向心力：222nen nv ek mr r=可得电子的动能：22k122e nnkeE m vr==，以及电势能：2p2nkeEr=-故电子在第n条轨道上时，原子的能量为2k p2 nnke E E Er =+=-图5结合r n=n2r1，可知各能级之间的能量满足：12 nE En=氢原子中，E1=－13.6eV．(3)能级跃迁①跃迁：原子由一个能量状态变为另一个能量状态的过程叫做跃迁，对应内部电子轨道的变化，这个过程是不连续的；②频率条件：当电子从某高能级E n向低能级E m跃迁时，会放出能量为hν的光子，hν的大小由前后两个能级的能量差决定：hν=E n－E m，这个规律叫做频率条件；同样，电子从低能级向高能级跃迁时，需要吸收的光子的能量也由频率条件决定，若光子的能量不符合任意两能级的能量差值，电子不会吸收该光子．图6是氢原子的能级图，电子从n=3跃迁至n=1能级；③光子种类：大量电子从第n激发态向基态跃迁时，辐射出的光子种类为(1)2n nk-=种，即跃迁过程中会辐射k种频率的光．④电离：以氢原子为例，使电子彻底脱离原子核束缚的过程称为电离，恰好使电子脱离原子核所需要的能量称为电离能，电子处于不同能级所需要的电离能不相同，即E电=－E n三、考查方向题型1：光电效应的图像分析典例一：（2019高考理综天津卷）如图为a、b、c三种光在同一光电效应装置中测的光电流和电压的关系。
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1、光电效应如图1所示，用弧光灯照射锌板，与锌板相连的验电器就带正电，即锌板也带正电这说明锌板在光的照射下发射出了电子。
图1（1）定义：在光的照射下物体发射出电子的现象，叫做光电效应，发射出来的电子叫做光电子。
（2）研究光电效应的实验装置（如图2所示）阴极K和阳极A 是密封在真空玻璃管中的两个电极，K在受到光照时能够发射光电子，电源加在K与A之间的电压大小可以调整，正负极也可以对调。
图22、光电效应的规律（1）光电效应的实验结果首先在入射光的强度与频率不变的情况下，I－U的实验曲线如图3所示，曲线表明，当加速电压U增加到一定值时，光电流达到饱和值Im。
这是因为单位时间内从阴极K射出的光电子全部到达阳极A，若单位时间内从阴极K上逸出的光电子数目为n，则饱和电流Im=ne 式中e为电子电荷量，另一方面，当电压U减小到零，并开始反向时，光电流并没降为零，这就表明从阴极K逸出的光电子具有初动能，所以尽管有电场阻碍它运动，仍有部分光电子到达阳极A，但是当反向电压等于－Uc时，就能阻止所有的光电子飞向阳极A，使光电流降为零，这个电压叫遏止电压，它使具有最大初速度的电子也不能到达阳极A，如果不考虑在测量遏止电压时回路中的接触电势差，那么我们就能根据遏止电压－Uc来确定电子的最大速度vm和最大动能，即图3在用相同频率不同强度的光去照射阴极K时，得到的I－U曲线如图4所示，它显示出对于不同强度的光，Uc是相同的，这说明同频率、不同强度的光所产生的光电子的最大初动能是相同的。
此外，用不同频率的光去照射阴极K时，实验结果是：频率愈高，Uc愈大，如图5，并且与Uc成线性关系，如图6。
频率低于ν0的光，不论强度多大，都不能产生光电子，因此，ν0称为截止频率，对于不同的材料，截止频率不同。
（2）光电效应的实验规律①饱和电流Im的大小与入射光的强度成正比，也就是单位时间内逸出的光电子数目与入射光的强度成正比（见图4）。
高中光电门知识点总结
高中光电门知识点总结一、光电效应的基本原理光电效应是指当金属或半导体等物质受到光的照射后，产生电子的现象。
光电效应的基本原理是光子与物质相互作用，将能量传递给物质中的电子，使其获得足够的能量从而逸出金属或半导体表面，形成电流。
光电效应的发生需要满足一定的条件，主要包括光子能量大于电子逸出功、光子的频率大于临界频率等。
二、光电效应的主要特点1. 具有波粒二象性：光子既具有波动性又具有粒子性，能够实现与物质的相互作用。
2. 具有能量量子化：光电效应的能量是离散的，取决于光子的能量大小，能够准确定位电子的逸出能量。
3. 具有瞬时性：光电效应发生的过程极为迅速，电子被激发后立即逸出金属表面形成电流。
4. 光电子的动能与光子能量呈正比：光电子的动能与光子的能量成正比关系，这一特点是通过实验观测得到的。
三、光电效应与光电倍增管光电效应不仅是一种基础的物理现象，还在现代技术中得到了广泛的应用。
光电效应广泛应用于光电器件中，其中最具代表性的应用之一就是光电倍增管。
光电倍增管是一种光电转换器件，主要用于检测低强度光信号并放大信号强度。
光电倍增管的工作原理是基于光电效应，当光子照射到光阴极上时，能够激发光电子的产生，进而引发电子的法拉德放大效应，最终得到放大的电子信号。
四、光电效应在太阳能电池中的应用太阳能电池是一种将太阳能转化为电能的器件，它利用光电效应的原理将太阳光转化为电能。
太阳能电池的工作原理是当光子照射到半导体材料表面时，光子能量被传递给半导体中的电子，使其跃迁到导带中，从而形成电子-空穴对并形成电流。
光电效应在太阳能电池中得到了充分的应用，使得太阳能电池成为了清洁能源领域里一种重要的能源转换设备，对于缓解能源危机和改善环境污染具有重要的意义。
五、光电效应在信息存储中的应用光电效应还在信息存储领域得到了广泛的应用。
例如，在光盘和DVD光盘等存储介质中，光电效应被用来实现信息的读写。
在这些存储介质中，信息被编码为微小的凸起或凹陷，当激光照射到这些区域时，能够引发相应的光电效应，从而实现信息的读写。
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高中物理光电效应知识点（一）知识点一：光电效应现象1.光电效应的实验规律(1)任何一种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于这个极限频率才能发生光电效应，低于这个极限频率则不能发生光电效应.(2)光电子的最大初动能与入射光的强度无关，其随入射光频率的增大而增大.(3)大于极限频率的光照射金属时，光电流强度(反映单位时间内发射出的光电子数的多少)与入射光强度成正比.(4)金属受到光照，光电子的发射一般不超过92.光子说爱因斯坦提出：空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，每一份称为一个光子，光子具有的能量与光的频率成正比，即：ε=hν，其中h=6.63×1034 J·s.3.光电效应方程(1)表达式：hν=Ek+W0或Ek(2)hν，这些能量的一部分用来克服金属的逸出功W0，剩下的表现为逸出后电子的最大初动能Ekv2.知识点二： α粒子散射实验与核式结构模型1.卢瑟福的α粒子散射实验装置(如图13-2-1所示)2.实验现象绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但少数α粒子发生了大角度偏转，极少数α粒子甚至被撞了回来.如图13-2-2所示.α粒子散射实验的分析图3.原子的核式结构模型在原子中心有一个很小的核，原子全部的正电荷和几乎全部质量都集中在核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转.知识点三：氢原子光谱和玻尔理论 1.光谱(1)(频率)和强度分布的记录，即光谱.(2)光谱分类有些光谱是一条条的亮线，这样的光谱叫做线状谱. 有的光谱是连在一起的光带，这样的光谱叫做连续谱. (3)氢原子光谱的实验规律.巴耳末线系是氢原子光谱在可见光区的谱线，其波长公式R()(n=3,4,5，?)，R是里德伯常量，R=1.10×10 m，n为量子数.2.玻尔理论(1)电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量.(2)跃迁：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两个定态的能量差决定，即hνh是普朗克常量，h=6.63×1034 J·s)(3)是不连续的，因此电子的可能轨道也是不连续的.点拨：易错提醒n?n-1?(1)一群氢原子跃迁发出可能的光谱线数为N=C2=，一个氢原子跃迁发出可能n的光谱线数最多为(n-1).(2)由能级图可知，由于电子的轨道半径不同，氢原子的能级不连续，这种现象叫能量量子化.考点一：对光电效应的理解 1.光电效应的实质光子照射到金属表面，某个电子吸收光子的能量使其动能变大，当电子的动能增大到足以克服原子核的引力时，便飞出金属表面成为光电子.2.极限频率的实质光子的能量和频率有关，而金属中电子克服原子核引力需要的能量是一定的，光子的能量必须大于金属的逸出功才能发生光电效应.这个能量的最小值等于这种金属对应的逸出功，所以每种金属都有一定的极限频率..对光电效应瞬时性的理解光照射到金属上时，电子吸收光子的能量不需要积累，吸收的能量立即转化为电子的能量，因此电子对光子的吸收十分迅速.光电效应方程电子吸收光子能量后从金属表面逸出，其中只有直接从金属表面飞出的光电子才具有最大初动能，根据能量守恒定律，Ek=hν-W0.如图13-2-4所示.5.用光电管研究光电效应(1)常见电路(2)两条线索①通过频率分析：光子频率高→光子能量大→产生光电子的最大初动能大.②通过光的强度分析：入射光强度大→光子数目多→产生的光电子多→光电流大. (3)常见概念辨析? ?每秒钟逸出的光电子数——决定着光电流的强度光电子???光电子逸出后的最大初动能?1mv???强度——决定着每秒钟光源发射的光子数照射光??频率——决定着每个光子的能量ε=hν?规律总结：(1)光电子也是电子，光子的本质是光，注意两者的区别.接发出的光电子初动能才最大.考点二：氢原子能级和能级跃迁1.氢原子的能级图n?n-1?(1)一群氢原子跃迁发出可能的光谱线条数为N=C2=. n(2)一个氢原子跃迁发出可能的光谱线条数最多为(n-1).高中物理光电效应知识点（二）知识点一：天然放射现象和衰变1.天然放射现象 (1)天然放射现象.元素自发地放出射线的现象，首先由贝可勒尔发现.天然放射现象的发现，说明原子核具有复杂的结构.(2)放射性和放射性元素.物质发射某种看不见的射线的性质叫放射性.具有放射性的元素叫放射性元素. (3)三种射线：放射性元素放射出的射线共有三种，分别是γ射线. (4)放射性同位素的应用与防护. ①放射性同位素：有天然放射性同位素和人工放射性同位素两类，放射性同位素的化学性质相同.②应用：消除静电、工业探伤、作示踪原子等. ③防护：防止放射性对人体组织的伤害. 2.原子核的衰变(1)原子核放出α粒子或β粒子，变成另一种原子核的变化称为原子核的衰变. (2)分类α衰变：AZX→Z-2Y Aβ衰变：AZX→Z+1Y(3)因素决定，跟原子所处的物理、化学状态无关.点拨：易错提醒?1?半衰期是大量原子核衰变时的统计规律，对个别或少数原子核，无半衰期可言.?2?原子核衰变时质量数守恒，核反应过程前、后质量发生变化?质量亏损?而释放出核能.知识点二：核反应和核能1.核反应在核物理学中，原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程.在核反应中，质量数守恒，电荷数守恒.2.核力核子间的作用力.核力是短程力，作用范围在1.5×1015 m之内，只在相邻的核子间发生作用.3.核能核子结合为原子核时释放的能量或原子核分解为核子时吸收的能量，叫做原子核的结合能，亦称核能.4.质能方程、质量亏损爱因斯坦质能方程E=mc2，原子核的质量必然比组成它的核子的质量和要小Δm，这就是质量亏损.由质量亏损可求出释放的核能ΔE=Δmc【考点解析：重点突破】考点一：衰变和半衰期2.对半衰期的理解(1)根据半衰期的概念，可总结出公式11N余=N原t/τ，m余=m原()t/τ22式中N原、m原表示衰变前的放射性元素的原子核数和质量，N余、m余表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子核数和质量，t表示衰变时间，τ表示半衰期.(2)影响因素：放射性元素衰变的快慢是由原子核内部因素决定的，跟原子所处的物理状态(如温度、压强)或化学状态(如单质、化合物)无关. 考点二：核反应方程的书写规律总结能用等号连接.来写核反应方程.考点三：核能的产生和计算1.获得核能的途径(1)重核裂变：重核俘获一个中子后分裂成为两个中等质量的核的反应过程.重核裂变的同时放出几个中子，并释放出大量核能.为了使铀235裂变时发生链式反应，铀块的体积应大于它的临界体积.(2)轻核聚变：某些轻核结合成质量较大的核的反应过程，同时释放出大量的核能，要想使氘核和氚核合成氦核，必须达到几百万度以上的高温，因此聚变反应又叫热核反应.2.核能的计算方法(1)应用ΔE=Δmc2：先计算质量亏损Δm，注;(2)核反应遵守动量守恒和能量守恒定律，因此我们;规律总结;2根据ΔE=Δmc计算核能时，若Δm以千克为单位;(1)应用ΔE=Δmc2：先计算质量亏损Δm，注意Δm的单位1 u=1.66×1027 kg,1 u相当于931.5 MeV的能量，u是原子质量单位.(2)核反应遵守动量守恒和能量守恒定律，因此我们可以结合动量守恒和能量守恒定律来计算核能.规律总结2根据ΔE=Δmc计算核能时，若Δm以千克为单位，“c”代入3×1082若Δm以“u”为单位，则由1uc=931.5_MeV得ΔE=Δm×931.5_MeV.高中物理光的本质知识点一、波的干涉和衍射：1、干涉：两列频率相同的波相互叠加，在某些地方振动加强，某些地方振动减弱，这种现象叫波的干涉;(1)发生干涉的条件：两列波的频率相同;(2)波峰与波峰重叠、波谷与波谷重叠振动加强;波峰与波谷重叠振动减弱;(3)振动加强的区域的振动位移并不是一致最大;2、衍射：波绕过障碍物，传到障碍物后方的现象，叫波的衍射;(隔墙有耳) 能观察到明显衍射现象的条件是：障碍物或小孔的尺寸比波长小，或差不多;3、衍射和干涉是波的特性，只有某物资具有这两种性质时，才能说该物资是波;二、光的电磁说：1、光是电磁波：(1)光在真空中的传播速度是3.0×108m/s;(2)光的传播不需要介质;(3)光能发生衍射、干涉现象;2、电磁波谱：无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线;(1)从左向右，频率逐渐变大，波长逐渐减小;(2)从左到右，衍射现象逐渐减弱;(3)红外线：热效应强，可加热，一切物体都能发射红外线;(4)紫外线：有荧光效应、化学效应能，能辨比细小差别，消毒杀菌;3、光的衍射：特例：萡松亮斑;4、光的干涉：(1)双缝(双孔)干涉：波长越长、双孔距离越小、光屏间距离越大，相邻亮条纹间的距离越大;(2)薄膜干涉：特例：肥皂泡上的彩色条纹;检测工件的平整性，夏天油路上油滴成彩色。
高中物理 模块要点回眸 第8点 理解光电效应方程的五个
第8点 理解光电效应方程的五个要点光电效应方程：E km ＝h ν－W .其中E km ＝12m e v 2m 为光电子的最大动能，W 为金属的逸出功． 要正确理解光电效应方程需注意以下五点：1．式中E km 是光电子的最大动能，就某个光电子而言，其离开金属时的动能大小可以是0～E km 范围内的任何数值．2．光电效应方程表明光电子的最大动能与入射光的频率ν呈线性关系(注意不是正比关系)，与光强无关．3．光电效应方程包含了产生光电效应的条件，即E km ＝h ν－W >0，亦即h ν>W ，ν>W h ＝ν0，而ν0＝W h是金属的极限频率．4．光电效应方程实质上是能量守恒方程．5．逸出功W ：电子从金属中逸出所需要的克服束缚而消耗的能量的最小值，叫做金属的逸出功．光电效应中，从金属表面逸出的电子消耗能量最少．对点例题 某金属的逸出功为W ，用波长为λ的光照射金属的表面，当遏止电压取某个值时，光电流便被截止．当光的波长改变为原波长的1/n 后，已查明使电流截止的遏止电压必须增大到原值的η倍，试计算原入射光的波长λ.解题指导 利用eU 0＝h ν－W ，按题意可写出两个方程： eU 0＝h c λ－W ， 以及e ηU 0＝h nc λ－W ， 两式相减得(η－1)eU 0＝h c λ(n －1)． 再将上述第一式代入，便有(η－1)(h c λ－W )＝h c λ(n －1)． λ＝hc η－n W η－.答案 hc η－n W η－难点释疑 遏止电压U 0与最大动能的关系为：E km ＝eU 0.如图1所示，阴极K 用极限波长λ0＝0.66 μm 的金属铯制成，用波长λ＝0.50 μm 的绿光照射阴极K ，调整两个极板电压，当A 极板电压比阴极高出2.5 V 时 ，光电流达到饱和，电流表示数为I ＝0.64 μA ，求：图1(1)每秒钟阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极时的最大动能；(2)如果把照射阴极绿光的光强增大为原来的2倍，每秒钟阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极的最大动能．答案 (1)4.0×1012个 9.64×10－20 J (2)8.0×1012个 9.64×10－20 J解析 (1)当电流达到饱和时，阴极发射的光电子全部到达阳极A ，阴极每秒钟发射的光电子的个数n ＝It e ＝0.64×10－61.6×10－19＝4.0×1012(个)． 根据爱因斯坦光电效应方程，光电子的最大动能：12mv 2m ＝h ν－W ＝h c λ－h c λ0＝6.63×10－34×3×108×(10.50×10－6－10.66×10－6) J ＝9.64×10－20 J.(2)如果入射光的频率不变，光强加倍，根据光电效应实验规律知，阴极每秒钟发射的光电子的个数n ′＝2n ＝8.0×1012(个)，光电子的最大动能仍然是12mv 2m ＝9.64×10－20 J ．。
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物理学中实验数据最丰富的一个研究领域，它指当电离辐射（如可见光、紫外线、X射线）照射到一定的材料上时，材料表面的电荷能产生电流的能力。
这种能力是有特定的物理机理的，并具有重要的工程应用价值，这也是光电效应的主要内容，分为两大块：电子激发和电子传输。
一、电子激发当电离辐射照射到材料表面时，能够将电离辐射的能量转化为激发电子的能量，这称为电子激发现象。
主要存在两种机理：光本征激发和外加电场激发。
（1）光本征激发这种机理是电离辐射照射材料后，光子与物质构成的分子结构相互作用而影响电子结构，从而将一部分能量转移到电子中，使之激发脱离原子核形成自由电子，从而发生放射性光谱或电子解离。
在这种激发机理下，激发时的电离辐射频率(波长)必须与物质的本征能级的处的频率相匹配，该称为“本征”激发。
（2）外加电场激发这种机理是电离辐射能量照射材料表面，使之产生静电场，从而使物理的本征能级的处的电子接受外加的电场能量而产生极化，使电子激发到更高的能级，这称为“外加”激发。
二、电子传输指当电子激发后，由于外加电场及电子与电子之间的相互作用，自由电子与原子之间的距离减少，使形成电子输运现象，常常是以电流的形式表现出来的。
它的特点主要有常数电阻传输、电压控制传输和势垒传输。
（1）常数电阻传输当对系统施加一定的电压时，变化传输系统中电流的大小不受除了温度之外其他因素影响，这称为常数电阻传输。
（2）电压控制传输这种传输现象就是当外加一定的电压时，随电压的升高、降低，电流也发生变化，而且与电压成线性变化，这称为电压控制传输。
（3）势垒传输指当电子在物质中传输时，有一个势垒的屏障阻碍它的传输能力、衰减它的速度；同时它也有一定的电阻，使得电子在传输过程中发出热量，从而阻止其传输，这称为势垒传输。
在物理学研究中，由光电效应产生的传输现象把热量转变成光能，甚至可以产生电子流，在制作电子器件中，常被用来增强电子器件性能，是一种重要的物理现象。
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高中物理光电效应知识点（一）
知识点一：光电效应现象
1.光电效应的实验规律
(1)任何一种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于这个极限频率才能发生光电效应，低于这个极限频率则不能发生光电效应.
(2)光电子的最大初动能与入射光的强度无关，其随入射光频率的增大而增大.
(3)大于极限频率的光照射金属时，光电流强度(反映单位时间内发射出的光电子数的多少)与入射光强度成正比.
(4)金属受到光照，光电子的发射一般不超过92.光子说
爱因斯坦提出：空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，每一份称为一个光子，光
子具有的能量与光的频率成正比，即：ε=hν，其中h=6.63×1034 J·s.
3.光电效应方程
(1)表达式：hν=Ek+W0或Ek(2)hν，这些能量的一部分用来克
服金属的逸出功W0，剩下的表现为逸出后电子的最大初动能Ekv2.
知识点二：α粒子散射实验与核式结构模型
1.卢瑟福的α粒子散射实验装置(如图13
-2-1所示)
2.实验现象
绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但少数α粒子发生了大角度偏转，极少数α粒子甚至被撞了回来.如图13
-2-2所示.
α粒子散射实验的分析图
3.原子的核式结构模型
在原子中心有一个很小的核，原子全部的正电荷和几乎全部质量都集中在核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转.
知识点三：氢原子光谱和玻尔理论 1.光谱
(1)(频率)和强度分布的记录，即光谱.
(2)光谱分类
有些光谱是一条条的亮线，这样的光谱叫做线状谱. 有的光谱是连在一起的光带，这样的光谱叫做连续谱. (3)氢原子光谱的实验规律.
巴耳末线系是氢原子光谱在可见光区的谱线，其波长公式
R()(n=3,4,5，?)，
R是里德伯常量，R=1.10×10 m，n为量子数.
2.玻尔理论
(1)电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量.
(2)跃迁：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子
的能量由这两个定态的能量差决定，即hνh是普朗克常量，
h=6.63×1034 J·s)
(3)是不连续的，因此电子的可能轨道也是不连续的.
点拨：易错提醒
n?n-1?
(1)一群氢原子跃迁发出可能的光谱线数为N=C2=，一个氢原子跃迁发出可能n
的光谱线数最多为(n-1).
(2)由能级图可知，由于电子的轨道半径不同，氢原子的能级不连续，这种现象叫能量量子化.
考点一：对光电效应的理解 1.光电效应的实质光子照射到金属表面，某个电子吸收光子的能量使其动能变大，当电子的动能增大到足以克服原子核的引力时，便飞出金属表面成为光电子.
2.极限频率的实质
光子的能量和频率有关，而金属中电子克服原子核引力需要的能量是一定的，光子的能量必须大于金属的逸出功才能发生光电效应.这个能量的最小值等于
这种金属对应的逸出功，所以每种金属都有一定的极限频率.
.对光电效应瞬时性的理解光照射到金属上时，电子吸收光子的能量不需要积累，吸收的能量立即转化为电子的能量，因此电子对光子的吸收十分迅速.
光电效应方程
电子吸收光子能量后从金属表面逸出，其中只有直接从金属表面飞出的光电子才具有最大初动能，根据能量守恒定律，Ek=hν-W0.如图13-2-4所示.
5.用光电管研究光电效应
(1)常见电路
(2)两条线索
①通过频率分析：光子频率高→光子能量大→产生光电子的最大初动能大.
②通过光的强度分析：入射光强度大→光子数目多→产生的光电子多→光电流大. (3)常见概念辨析
? ?每秒钟逸出的光电子数——决定着光电
???流的强度光电子?
??光电子逸出后的最大初动能?1mv?
??强度——决定着每秒钟光源发射的光子数
照射光?
?频率——决定着每个光子的能量ε=hν?
规律总结：
(1)光电子也是电子，光子的本质是光，注意两者的区别.
接发出的光电子初动能才最大.
考点二：氢原子能级和能级跃迁
1.氢原子的能级图
n?n-1?
(1)一群氢原子跃迁发出可能的光谱线条数为N=C2=. n
(2)一个氢原子跃迁发出可能的光谱线条数最多为(n-1).
高中物理光电效应知识点（二）
知识点一：天然放射现象和衰变
1.天然放射现象 (1)天然放射现象.
元素自发地放出射线的现象，首先由贝可勒尔发现.天然放射现象的发现，说明原子核具有复杂的结构.
(2)放射性和放射性元素.
物质发射某种看不见的射线的性质叫放射性.具有放射性的元素叫放射性元素. (3)三种射线：放射性元素放射出的射线共有三种，分别是γ射线. (4)放射性同位素的应用与防护. ①放射性同位素：有天然放射性同位素和人工放射性同位素两类，放射性同位素的化学性质相同.
②应用：消除静电、工业探伤、作示踪原子等. ③防护：防止放射性对人体组织的伤害. 2.原子核的衰变
(1)原子核放出α粒子或β粒子，变成另一种原子核的变化称为原子核的衰变. (2)分类
α衰变：AZX→Z-2Y Aβ衰变：AZX→Z+1Y(3)因素决定，跟原子所处的物理、化学状态无关.
点拨：易错提醒
?1?半衰期是大量原子核衰变时的统计规律，对个别或少数原子核，无半衰期可言.
?2?原子核衰变时质量数守恒，核反应过程前、后质量发生变化?质量亏损?而释放出核能.
知识点二：核反应和核能
1.核反应
在核物理学中，原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程.在核反应中，质量数守恒，电荷数守恒.
2.核力
核子间的作用力.核力是短程力，作用范围在1.5×1015 m之内，只在相邻的核子间发生作用.
3.核能
核子结合为原子核时释放的能量或原子核分解为核子时吸收的能量，叫做原子核的结合能，亦称核能.
4.质能方程、质量亏损爱因斯坦质能方程E=mc2，原子核的质量必然比组成它的核子的质量和要小Δm，这就
是质量亏损.由质量亏损可求出释放的核能ΔE=Δmc【考点解析：重点突破】
考点一：衰变和半衰期
2.对半衰期的理解
(1)根据半衰期的概念，可总结出公式
11
N余=N原t/τ，m余=m原()t/τ
22
式中N原、m原表示衰变前的放射性元素的原子核数和质量，N余、m余表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子核数和质量，t表示衰变时间，τ表示半衰期.
(2)影响因素：放射性元素衰变的快慢是由原子核内部因素决定的，跟原子所处的物理状态(如温度、压强)或化学状态(如单质、化合物)无关. 考点二：核反应方程的书写
规律总结
能用等号连接.
来写核反应方程.
考点三：核能的产生和计算
1.获得核能的途径
(1)重核裂变：重核俘获一个中子后分裂成为两个中等质量的核的反应过程.重核裂变的同时放出几个中子，并释放出大量核能.为了使铀235裂变时发生链式反应，铀块的体积应大于它的临界体积.
(2)轻核聚变：某些轻核结合成质量较大的核的反应过程，同时释放出大
量的核能，要想使氘核和氚核合成氦核，必须达到几百万度以上的高温，因此聚变反应又叫热核反应.
2.核能的计算方法
(1)应用ΔE=Δmc2：先计算质量亏损Δm，注;(2)核反应遵守动量守恒和能量守恒定律，因此我们;规律总结;2根据ΔE=Δmc计算核能时，若Δm以千克
为单位;
(1)应用ΔE=Δmc2：先计算质量亏损Δm，注意Δm的单位1
u=1.66×1027 kg,1 u相当于931.5 MeV的能量，u是原子质量单位.
(2)核反应遵守动量守恒和能量守恒定律，因此我们可以结合动量守恒和
能量守恒定律来计算核能.
规律总结
2根据ΔE=Δmc计算核能时，若Δm以千克为单位，“c”代入3×1082
若Δm以“u”为单位，则由1uc=931.5_MeV得ΔE=Δm×931.5_MeV.
高中物理光的本质知识点
一、波的干涉和衍射：
1、干涉：两列频率相同的波相互叠加，在某些地方振动加强，某些地方
振动减弱，这种现象叫波的干涉;
(1)发生干涉的条件：两列波的频率相同;
(2)波峰与波峰重叠、波谷与波谷重叠振动加强;波峰与波谷重叠振动减弱;
(3)振动加强的区域的振动位移并不是一致最大;
2、衍射：波绕过障碍物，传到障碍物后方的现象，叫波的衍射;(隔墙有耳) 能观察到明显衍射现象的条件是：障碍物或小孔的尺寸比波长小，或差不多;
3、衍射和干涉是波的特性，只有某物资具有这两种性质时，才能说该物
资是波;
二、光的电磁说：
1、光是电磁波：
(1)光在真空中的传播速度是3.0×108m/s;
(2)光的传播不需要介质;
(3)光能发生衍射、干涉现象;
2、电磁波谱：无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线;
(1)从左向右，频率逐渐变大，波长逐渐减小;
(2)从左到右，衍射现象逐渐减弱;
(3)红外线：热效应强，可加热，一切物体都能发射红外线;
(4)紫外线：有荧光效应、化学效应能，能辨比细小差别，消毒杀菌;
3、光的衍射：特例：萡松亮斑;
4、光的干涉：
(1)双缝(双孔)干涉：波长越长、双孔距离越小、光屏间距离越大，相邻
亮条纹间的距离越大;
(2)薄膜干涉：特例：肥皂泡上的彩色条纹;检测工件的平整性，夏天油路上油滴成彩色。