知识精华 技能要领 答案:
活动与探究1:1.答案:光照射到金属表面时,电子吸收光子的能量,可能向各个方向运动,需克服原子核和其他原子的阻碍而损失一部分能量,剩余部分为光电子的初动能;只有金属表面的电子直接向外飞出时,只需克服原子核的引力做功,才具有最大初动能.
2.答案:金属板飞出的光电子到达阳极,回路中便产生光电流,随着所加正向电压的增大,光电流趋于一个饱和值,这个饱和值就是饱和光电流,在一定的光照条件下,饱和光电流与所加电压大小无关.
3.答案:入射光强度指单位时间内照射到金属表面单位面积上的总能量,光子能量即每个光子的能量.光子总能量等于光子能量与入射光子数目的乘积.
迁移与应用1:A 解析:光子的能量ε=hν,而ν=,故ε=h,A项正确.
活动与探究2:1.答案:光电效应方程的实质就是能量转化和守恒定律.
2.答案:(1)公式中的mv是光电子的最大初动能,对某个光电子而言,其离开金属时剩余动能大小可以是0~mv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W,则电子离开金属表面时动能最大为mv,根据能量守恒定律可知:
hν=W0+mv.
(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>=νc,而νc=恰好是金属的极限频率.
3.答案:在光电效应实验规律中,有两个关系:光电子的最大初动能随入射光频率ν的增大而增大;光电流的强度跟入射光强度成正比.注意第一个关系中并不是成正比,而第二个关系是成正比,根据爱因斯坦光电效应方程hν=mv+W0,对于某一金属而言,逸出功W0是一定值,普朗克常数h是一常数,故从上式可看出,最大初动能mv与入射光频率ν成一次函数关系,图像如图所示.
我们容易推得,光电流的强度跟入射光的强度成正比.光电流的强度是指在垂直于光的传播方向上每平方米的面积上1 s内通过的所有光子能量的总和.在光的频率一定时,光