【物理】2018届二轮复习理解光电效应方程的五个要点学案(全国通用)

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【物理】2018届二轮复习理解光电效应方程的五个要点学案(全国通用)

第10点 理解光电效应方程的五个要点 光电效应方程:Ek=hν-W0.‎ 其中Ek=mev2为光电子的最大初动能,W0为金属的逸出功.‎ 要正确理解光电效应方程需注意以下五点:‎ ‎1.式中Ek是光电子的最大初动能,就某个光电子而言,其离开金属时的动能大小可以是0~Ek范围内的任何数值.‎ ‎2.光电效应方程表明光电子的最大初动能与入射光的频率ν呈线性关系(注意不是正比关系),与光强无关.‎ ‎3.逸出功W0:电子从金属中逸出所需要克服束缚而消耗的能量的最小值,叫做金属的逸出功.光电效应中,从金属表面逸出的电子消耗能量最少.‎ ‎4.光电效应方程包含了产生光电效应的条件,即Ek=hν-W0>0,亦即hν>W0,ν>=νc,而νc=是金属的极限频率.‎ ‎5.光电效应方程实质上是能量守恒方程.‎ 对点例题 某金属的逸出功为W0,用波长为λ的光照射金属的表面,当遏止电压取某个值时,光电流便被截止.当光的波长改变为原波长的后,已查明使电流截止的遏止电压必须增大到原值的η倍,试计算原入射光的波长λ.‎ 解题指导 利用eUc=hν-W0,按题意可写出两个方程:‎ eUc=h-W0,以及eηUc=h-W0,‎ 两式相减得(η-1)eUc=h(n-1).‎ 再将上述第一式代入,便有(η-1)(h-W0)=h(n-1).‎ λ=.‎ 答案  难点释疑 遏止电压Uc与光电子的最大初动能的关系为:Ek=eUc.‎ ‎1.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1所示.若该直线的斜率和截距分别为k和b,电子电荷量的绝对值为e,则普朗克常量可表示为________,所用材料的逸出功可表示为________.‎ 图1‎ 答案 ek -eb 解析 光电效应中,入射光子能量为hν,克服逸出功W0后多余的能量转换为电子动能,反向遏止电压eUc=hν-W0,整理得Uc=ν-,斜率即=k,所以普朗克常量h=ek,截距为b,即eb=-W0,所以逸出功W0=-eb.‎ ‎2.已知金属铯的极限波长为0.66 μm,用0.50 μm的光照射铯金属表面发射光电子的最大初动能为多少焦耳?铯金属的逸出功为多少焦耳?(普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,c=3.0×108 m/s)‎ 答案 9.78×10-20 J 3×10-19 J 解析 铯的逸出功为W0=hνc=h 将c=3×108 m/s,h=6.63×10-34 J·s,λc=0.66×10-6 m代入上式可得W0≈3×10-19 J.‎ 根据光电效应方程得 Ek=hν-W0=h-W0=6.63×10-34× J-3×10-19 J≈9.78×10-20 J.‎
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