13-05-1對(duì)光電效應(yīng)方程的應(yīng)用和圖象分析

1、整理ppt1熱點(diǎn)突破：熱點(diǎn)突破：對(duì)光電效應(yīng)方程的應(yīng)用對(duì)光電效應(yīng)方程的應(yīng)用和圖象分析和圖象分析 1.熱點(diǎn)透析熱點(diǎn)透析 2.典例剖析典例剖析 3.規(guī)律方法規(guī)律方法 4.跟蹤訓(xùn)練跟蹤訓(xùn)練選修選修3-53-5 動(dòng)量守恒動(dòng)量守恒 波粒二相性波粒二相性原子結(jié)構(gòu)與原子核原子結(jié)構(gòu)與原子核 5.真題演練真題演練結(jié)束放映結(jié)束放映返回目錄返回目錄第第2 2頁頁數(shù)字媒體資源庫數(shù)字媒體資源庫一、熱點(diǎn)透析一、熱點(diǎn)透析1.熱點(diǎn)透析熱點(diǎn)透析結(jié)束放映結(jié)束放映返回目錄返回目錄第第3 3頁頁數(shù)字媒體資源庫數(shù)字媒體資源庫1基本物理量基本物理量(1)光子的能量光子的能量_，其中，其中h6.631034 Js(稱為普朗稱為普朗克常量克常

2、量)(2)逸出功逸出功W0：使電子脫離某種金屬所做功的：使電子脫離某種金屬所做功的_(3)最大初動(dòng)能：發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，金屬表面上的最大初動(dòng)能：發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，金屬表面上的_吸收吸收光子后克服原子核的引力逸出時(shí)所具有的動(dòng)能的最大值光子后克服原子核的引力逸出時(shí)所具有的動(dòng)能的最大值2光電效應(yīng)方程光電效應(yīng)方程光電子的最大初動(dòng)能光電子的最大初動(dòng)能Ek與入射光光子的能量與入射光光子的能量h和逸出功和逸出功W0之之間的關(guān)系：間的關(guān)系：Ek_.hv 最小值最小值電子電子hvW0結(jié)束放映結(jié)束放映返回目錄返回目錄第第4 4頁頁數(shù)字媒體資源庫數(shù)字媒體資源庫光電效應(yīng)的圖象分析光電效應(yīng)的圖象分析圖象名稱圖象名稱圖線形狀

3、圖線形狀由圖線直接由圖線直接(間接間接)得到的物理量得到的物理量最大初動(dòng)能最大初動(dòng)能Ek與入與入射光頻率射光頻率的關(guān)系的關(guān)系圖線圖線顏色相同、強(qiáng)度不顏色相同、強(qiáng)度不同的光同的光,光電流與光電流與電壓的關(guān)系電壓的關(guān)系顏色不同時(shí)顏色不同時(shí),光電光電流與電壓的關(guān)系流與電壓的關(guān)系遏止電壓遏止電壓Uc與入射與入射光頻率光頻率的關(guān)系圖的關(guān)系圖線線極限頻率極限頻率:圖線與圖線與軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)c逸出功逸出功:圖線與圖線與Ek軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)的值軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)的值W0|E|E普朗克常量普朗克常量:圖線的斜率圖線的斜率kh遏止電壓遏止電壓Uc：圖線與橫軸的交點(diǎn)：圖線與橫軸的交點(diǎn)飽和光電流飽和光電流Im

4、：電流的最大值：電流的最大值最大初動(dòng)能：最大初動(dòng)能：EkmeUc遏止電壓遏止電壓Uc1、Uc2飽和光電流飽和光電流最大初動(dòng)能最大初動(dòng)能Ek1eUc1，Ek2eUc2截止頻率截止頻率c:圖線與橫軸的交點(diǎn)圖線與橫軸的交點(diǎn)遏止電壓遏止電壓Uc:隨入射光頻率的增大而增大隨入射光頻率的增大而增大普朗克常量普朗克常量h:等于圖線的斜率與電子電等于圖線的斜率與電子電量的乘積量的乘積,即即hke。(注：此時(shí)兩極之間接注：此時(shí)兩極之間接反向電壓反向電壓)結(jié)束放映結(jié)束放映返回目錄返回目錄第第5 5頁頁數(shù)字媒體資源庫數(shù)字媒體資源庫二、典例剖析二、典例剖析2. 典例剖析典例剖析結(jié)束放映結(jié)束放映返回目錄返回目錄第第6

5、6頁頁數(shù)字媒體資源庫數(shù)字媒體資源庫強(qiáng)激光能使其發(fā)生光強(qiáng)激光能使其發(fā)生光電效應(yīng)電效應(yīng),說明一個(gè)電子說明一個(gè)電子吸收了多個(gè)光子吸收了多個(gè)光子.【典例典例1】 (2013北京理綜北京理綜,20)以往我們認(rèn)識(shí)的以往我們認(rèn)識(shí)的光電效應(yīng)是單光子光電效應(yīng)光電效應(yīng)是單光子光電效應(yīng),即一個(gè)電子在極即一個(gè)電子在極短時(shí)間內(nèi)只能吸收到一個(gè)光子而從金屬表面逸短時(shí)間內(nèi)只能吸收到一個(gè)光子而從金屬表面逸出出.強(qiáng)激光的出現(xiàn)豐富了人們對(duì)于光電效應(yīng)的強(qiáng)激光的出現(xiàn)豐富了人們對(duì)于光電效應(yīng)的認(rèn)識(shí)認(rèn)識(shí),用強(qiáng)激光照射金屬用強(qiáng)激光照射金屬,由于其光子密度極大由于其光子密度極大,一個(gè)電子在極短時(shí)間內(nèi)吸收多個(gè)光子成為可能一個(gè)電子在極短時(shí)間內(nèi)吸收多

6、個(gè)光子成為可能,從而形成多光子光電效應(yīng)從而形成多光子光電效應(yīng),這已被實(shí)驗(yàn)證實(shí)這已被實(shí)驗(yàn)證實(shí).光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置示意如圖光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置示意如圖.用頻率為用頻率為的普通光源照射陰極的普通光源照射陰極K,沒有發(fā)沒有發(fā)生光電效應(yīng)生光電效應(yīng).換用同樣頻率換用同樣頻率的強(qiáng)激光照射陰極的強(qiáng)激光照射陰極K,則發(fā)生了光電效應(yīng)則發(fā)生了光電效應(yīng);此此時(shí)時(shí),若加上反向電壓若加上反向電壓U,即將陰極即將陰極K接電源正極接電源正極,陽極陽極A接電源負(fù)極接電源負(fù)極,在在KA之間就形成了使光電子減速的電場(chǎng)之間就形成了使光電子減速的電場(chǎng).逐漸增大逐漸增大U,光電流會(huì)逐漸減??；光電流會(huì)逐漸減??；當(dāng)光電流恰好減小到零時(shí)當(dāng)光電流恰好

7、減小到零時(shí),所加反向電壓所加反向電壓U可能是下列的可能是下列的(其中其中W為逸為逸出功出功,h為普朗克常量為普朗克常量,e為電子電量為電子電量)() 轉(zhuǎn)解析轉(zhuǎn)解析結(jié)束放映結(jié)束放映返回目錄返回目錄第第7 7頁頁數(shù)字媒體資源庫數(shù)字媒體資源庫轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 原題原題結(jié)束放映結(jié)束放映返回目錄返回目錄第第8 8頁頁數(shù)字媒體資源庫數(shù)字媒體資源庫【典例典例2】 (2012江蘇卷，江蘇卷，12C)A、B兩種光子的能兩種光子的能量之比為量之比為2 1，它們都能，它們都能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)，使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)，且所產(chǎn)生的光電子最大初且所產(chǎn)生的光電子最大初動(dòng)能分別為動(dòng)能分別為EA、EB.求求A、B兩種光子的動(dòng)量之比和

8、兩種光子的動(dòng)量之比和該金屬的逸出功該金屬的逸出功 結(jié)束放映結(jié)束放映返回目錄返回目錄第第9 9頁頁數(shù)字媒體資源庫數(shù)字媒體資源庫三、規(guī)律方法三、規(guī)律方法3.規(guī)律方法規(guī)律方法結(jié)束放映結(jié)束放映返回目錄返回目錄第第1010頁頁數(shù)字媒體資源庫數(shù)字媒體資源庫1解光電效應(yīng)問題的常用技巧解光電效應(yīng)問題的常用技巧 (1)判斷和描述時(shí)應(yīng)理清三個(gè)關(guān)系：判斷和描述時(shí)應(yīng)理清三個(gè)關(guān)系：光電效應(yīng)的實(shí)質(zhì)光電效應(yīng)的實(shí)質(zhì)(單個(gè)光子與單個(gè)電子間相互作用產(chǎn)生的單個(gè)光子與單個(gè)電子間相互作用產(chǎn)生的)光電子的最大初動(dòng)能的來源光電子的最大初動(dòng)能的來源(金屬表面的自由電子吸收光子金屬表面的自由電子吸收光子后克服逸出功逸出后具有的動(dòng)能后克服逸出功

9、逸出后具有的動(dòng)能)入射光強(qiáng)度與光電流的關(guān)系入射光強(qiáng)度與光電流的關(guān)系(當(dāng)入射光的頻率大于極限頻率當(dāng)入射光的頻率大于極限頻率時(shí)光電流的強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度成正比時(shí)光電流的強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度成正比) (2)定量分析時(shí)應(yīng)抓住三個(gè)關(guān)系式：定量分析時(shí)應(yīng)抓住三個(gè)關(guān)系式：愛因斯坦光電效應(yīng)方程：愛因斯坦光電效應(yīng)方程：EkhW0.最大初動(dòng)能與遏止電壓的關(guān)系：最大初動(dòng)能與遏止電壓的關(guān)系：EkeUc.逸出功與極限頻率的關(guān)系：逸出功與極限頻率的關(guān)系：W0h 0. 結(jié)束放映結(jié)束放映返回目錄返回目錄第第1111頁頁數(shù)字媒體資源庫數(shù)字媒體資源庫2.由由Ek -圖象可以得到的物理量圖象可以得到的物理量 (1)極限頻率：圖線與極限

10、頻率：圖線與軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)0.(2)逸出功：圖線與逸出功：圖線與Ek軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)的值軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)的值W0E.(3)普朗克常量：圖線的斜率普朗克常量：圖線的斜率kh. 極限極限頻率頻率數(shù)值等于數(shù)值等于逸出功逸出功結(jié)束放映結(jié)束放映返回目錄返回目錄第第1212頁頁數(shù)字媒體資源庫數(shù)字媒體資源庫四、跟蹤訓(xùn)練四、跟蹤訓(xùn)練4.跟蹤訓(xùn)練跟蹤訓(xùn)練結(jié)束放映結(jié)束放映返回目錄返回目錄第第1313頁頁數(shù)字媒體資源庫數(shù)字媒體資源庫【跟蹤訓(xùn)練跟蹤訓(xùn)練】 如圖所示是用光照射某如圖所示是用光照射某種金屬時(shí)逸出的光電子的最大初動(dòng)能隨種金屬時(shí)逸出的光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻率的變化圖線入射光頻率的變化圖線(直線

11、與橫軸的直線與橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)交點(diǎn)坐標(biāo)4.27，與縱軸交點(diǎn)坐標(biāo)，與縱軸交點(diǎn)坐標(biāo)0.5)由圖可知由圖可知()A.該金屬的截止頻率為該金屬的截止頻率為4.271014HzB.該金屬的截止頻率為該金屬的截止頻率為5.51014HzC.該圖線的斜率表示普朗克常量該圖線的斜率表示普朗克常量D.該金屬的逸出功為該金屬的逸出功為0.5 eV 解析顯隱解析顯隱結(jié)束放映結(jié)束放映返回目錄返回目錄第第1414頁頁數(shù)字媒體資源庫數(shù)字媒體資源庫無無有有結(jié)束放映結(jié)束放映返回目錄返回目錄第第1515頁頁數(shù)字媒體資源庫數(shù)字媒體資源庫結(jié)束放映結(jié)束放映返回目錄返回目錄第第1616頁頁數(shù)字媒體資源庫數(shù)字媒體資源庫【跟蹤訓(xùn)練跟蹤訓(xùn)練】

12、在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中,飛飛飛飛同學(xué)用同一光電管在不同實(shí)驗(yàn)條件下得同學(xué)用同一光電管在不同實(shí)驗(yàn)條件下得到了三條光電流與電壓之間的關(guān)系曲線到了三條光電流與電壓之間的關(guān)系曲線(甲光、乙光、丙光甲光、乙光、丙光)如圖示。則可判斷如圖示。則可判斷出出()A甲光的頻率大于乙光的頻率甲光的頻率大于乙光的頻率B乙光的波長(zhǎng)大于丙光的波長(zhǎng)乙光的波長(zhǎng)大于丙光的波長(zhǎng)C乙光對(duì)應(yīng)的截止頻率大于丙光的截乙光對(duì)應(yīng)的截止頻率大于丙光的截止頻率止頻率D甲光對(duì)應(yīng)的光甲光對(duì)應(yīng)的光電子最大初動(dòng)能大電子最大初動(dòng)能大于丙光的光電子最于丙光的光電子最大初動(dòng)能大初動(dòng)能解析顯隱解析顯隱結(jié)束放映結(jié)束放映返回目錄返回目錄第第1717頁頁數(shù)

13、字媒體資源庫數(shù)字媒體資源庫【跟蹤訓(xùn)練跟蹤訓(xùn)練】愛因斯坦因提出了光量子愛因斯坦因提出了光量子概念并成功地解釋光電效應(yīng)的規(guī)律而獲概念并成功地解釋光電效應(yīng)的規(guī)律而獲得得1921年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。某種金屬逸年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。某種金屬逸出光電子的最大初動(dòng)能出光電子的最大初動(dòng)能Ekm與入射光頻與入射光頻率率的關(guān)系如圖示的關(guān)系如圖示,其中其中0為極限頻率。為極限頻率。從圖中可以確定的是從圖中可以確定的是()A逸出功與逸出功與有關(guān)有關(guān)BEkm與入射光強(qiáng)度成正比與入射光強(qiáng)度成正比C當(dāng)當(dāng)0時(shí)，會(huì)逸出光電子時(shí)，會(huì)逸出光電子D圖中直線的斜率與普朗克常量有關(guān)圖中直線的斜率與普朗克常量有關(guān)解析顯隱解析顯隱結(jié)束放映結(jié)束放映返回目錄返回目錄第第1818頁頁數(shù)字媒體資源庫數(shù)字媒體資源庫五、真題演練五、真題演練5.真題演練真題演練結(jié)束放映結(jié)束放映返回目錄返回目錄第第1919頁頁數(shù)字媒體資源庫數(shù)字媒體資源庫【真題真題】(2012上海卷，上海卷，1)在光在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，用單色光照射某電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，用單色光照射某種金屬表面，有光電子逸出，則種金屬表面，有光電子逸出，則光電子的最大初動(dòng)能取決于入射光電子的最大初動(dòng)能取決于入射光的光的()A頻率頻