2.光电效应与光的量子说
1.光电效应
(1)光电效应现象:光照射在金属表面上时,金属中的______会因吸收光的能量而逸出金属表面,这种现象称为光电效应.逸出的电子叫做______.
(2)光电效应的实验规律
①存在截止频率,每一种金属对应一种光的________,叫做截止频率.只有当光的频率超过这个最小频率时光电效应才会产生.不同金属材料的截止频率不同.
②产生光电效应时光的强度______,单位时间内逸出的电子数____.或者说,光电流的大小由______决定,______越大,光电流越大.
③从阴极发出的光电子的最大初动能与入射光的频率成______关系.
④从光照射到金属表面至产生光电效应的时间间隔很短,通常可在10-9 s内发生光电效应,这反映了光电效应的______.
答案:(1)电子 光电子 (2)最小频率 越大 越多
光强 光强 线性 瞬时性
2.光量子概念的提出:光电效应方程
(1)光子说:光不仅在发射和吸收时能量是一份一份的,而且光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的,这些能量子被称为光量子,简称光子.频率为ν的光子的能量为______.
(2)逸出功:在光电效应现象中,金属板内的电子从入射光中吸收一个光子的能量后,一部分消耗于电子__________________所需做的功W,叫做逸出功.
(3)爱因斯坦的光电效应方程
①表达式:____________.
②物理意义:金属中电子吸收一个光子获得的能量是hν,这些能量一部分用于克服金属的________,剩下的转化为逸出后电子的________.
答案:(1)hν (2)由金属内逸出表面 (3)hν=mv2+W 逸出功 初动能
3.入射光照射到某金属表面上发生光电效应,若入射光的强度减弱,而频率保持不变,那么( ).
A.从光照射金属表面到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加
B.逸出的光电子的最大初动能将减小
C.单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少
D.有可能不发生光电效应
答案:C
解析:根据光电效应的实验规律知,从光照射金属表面到光电子发射的时间间隔极短,这与光的强度无关,故A错误.实验规律还指出,逸出光电子的最大初动能与入射光频率有关,光电流与入射光强度成正比,由此可知,B、D错误,C正确.
4.用下面哪种射线照射同一种金属最有可能产生光电效应,且逸出的光电子的速率最大( ).
A.紫外线 B.可见光
C.红外线 D.伦琴射线
答案:D
解析:在四种电磁波中,伦琴射线的频率最大.对同一种金属逸出功相同,根据光电效应方程可知,频率大的光子入射后逸出的光电子的最大初动能大,速率也最大.
5.硅光电池是利用光电效应原理制成的器件,下列表述正确的是( ).
A.硅光电池是把光能转变为电能的一种装置
B.硅光电池中吸收了光子能量的电子都能逸出
C.逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率无关