2018版高中物理第四章波粒二象性章末整合导学案教科版选修3_5
2018版高中物理第四章波粒二象性章末整合导学案教科版选修3_5第2页

D.光子的能量跟光的频率成正比

答案 CD

解析 根据光子说,在空间传播的光是不连续的,而是一份一份的,每一份叫做一个光量子,简称光子.而牛顿的"微粒说"中的微粒指宏观世界的微小颗粒.光电效应中,金属内的电子吸收光子后克服原子核的库仑引力等束缚,逸出金属表面,成为光电子,故A、B选项错误,C选项正确;由ε=hν知,光子能量ε与其频率ν成正比,故D选项正确.

【例2】 已知:功率为100 W的灯泡消耗的电能的5 %转化为所发出的可见光的能量,光速c=3.0×108 m/s,普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,假定所发出的可见光的波长都是560 nm,计算灯泡每秒内发出的光子数.

答案 1.4×1019个

解析 一波长为λ的光子能量为E=,设灯泡每秒内发出的光子数为n,灯泡电功率为P,则n=,式中k=5 %是灯泡的发光效率.联立两式得n=,代入题给数据得n=1.4×1019(个).

二、光电效应的规律和光电效应方程

1.光电效应规律

(1)任何一种金属都对应一个极限(截止)频率,入射光频率必须大于极限频率才会产生光电效应.

(2)光电子的最大初动能与入射光的强度无关,只随着入射光频率的增大而增大.

(3)当入射光频率大于极限频率时,保持频率不变,光电流的强度与入射光的强度成正比.

(4)入射光照到金属上时,光电子的发射几乎是瞬时的,一般不超过10-9 s.

2.爱因斯坦光电效应方程Ek=hν-A.

A表示金属的逸出功,νc表示金属的极限频率,则A=hνc.

【例3】 用波长为2.0×10-7 m的紫外线照射钨的表面,释放出来的光电子中最大的动能是4.7×10-19 J.由此可知,钨的极限频率是(普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,光速c=3.0×108 m/s,结果取两位有效数字)(  )

A.5.5×1014 Hz B.7.9×1014 Hz

C.9.8×1014 Hz D.1.2×1015 Hz

答案 B

解析 由爱因斯坦光电效应方程得h=Ek+A,而金属的逸出功A=hνc,由以上两式得,钨的极限频率为:νc=-=7.9×1014 Hz,B项正确.

针对训练 已知钙和钾的截止频率分别为7.73×1014 Hz和5.44×1014 Hz,在某种单色光