2019-2020学年鲁科版选修3-5 第5章 第1节 光电效应 第2节 康普顿效应 学案
2019-2020学年鲁科版选修3-5 第5章 第1节 光电效应 第2节 康普顿效应 学案第3页

  由光波的振幅决定,与频率无关,只要入射光足够强,就应该能发生光电效应.但事实并非如此.

  (2)光电子的最大初动能,只与光的频率有关.波动理论认为入射光的强度越大,逸出的光电子的最大初动能越大.

  (3)光电效应具有瞬时性:按照波动理论,电子能量的增加应该有个积累过程,大约需要几分钟时间,电子才能逸出金属表面.而实验表明:无论入射光怎样弱,只要能发生光电效应,从光照射到金属表面至产生光电效应的时间间隔很短,几乎是瞬时的.

  爱因斯坦光子理论对光电效应的解释

  (1)解释极限频率的存在:光照射到金属板时,光子将能量传递给电子,每个光子的能量为hν,所以一个光子传递给一个电子的能量为hν,电子要脱离原子核的引力,有一个最小能量,最小能量对应发生光电效应时入射光的最小频率,即极限频率.如果小于这一频率,即使增大光强,也不会使电子逸出.这是因为增大光强,只是增加了吸收光子能量的电子数,单个电子吸收的光子能量仍为hν,电子仍不能逸出.

  (2)解释光电效应的瞬时性:电子吸收光子的能量时间很短,几乎是瞬时的.如果入射光频率低于极限频率,即使增加照射时间,也不能使电子逸出.因为一个电子吸收一个光子后,在极短的时间内就可以把能量传递给其他粒子,所以电子不可能通过能量积累逸出金属表面.

  (3)解释最大初动能与频率的关系:由爱因斯坦光电效应方程hν=W+mv2可知,电子从金属中逸出所需克服束缚而消耗的能量的最小值为逸出功,从金属表面逸出的电子消耗的能量最少,逸出时的动能值最大,称为最大初动能.就其他逸出的电子而言,离开金属时的动能小于最大初动能.最大初动能的大小与光的强度无关,而与光的频率有关.

  光电效应规律中的两个关系

  (1)由hν=W+mv2得 mv2=hν-W,逸出电子的最大初动能Ekm与入射光的频率成一次函数关系.

  (2)产生光电效应时,光的强度越大,单位时间内逸出的电子数越多.即如果形成光电流,光电流的强度与入射光的强度成正比.

   (1)逸出功的大小由金属本身决定,与其他因素无关.

  (2)光电效应的实质是光现象转化为电现象.

   

  

在某次光电效应实验中,得到的遏止电压Uc与入射光的频率ν的关系如图所示.若