光电效应教学案

[考点目标]： 1、 了解光电效应

2、 了解爱因斯坦光电效应方程 3、 知道光既有粒子性又有波动性 [考纲分析]

此考点在近五年考查过两次，09年第4题，11年第18题， 二、重点、难点分析．

光电效应现象的基本规律是本节课的重点． 难点是(1)对光的强度的理解，

(2)发生光电效应时光电流的强度为什么跟光电子的最大初动能无关，只与入射光的强度成正比． [教学过程] [基础知识回顾] 考点一、光电效应

1．光电效应：在光(包括不可见光)的照射下，从物体发射出____ 的现象称为光电效应． 2、产生条件： 入射光的频率 金属的极限频率。 3．光电效应的实验规律：．

(1)任何一种金属都有一个 ，入射光的频率必须大于这个极限频率才能发生光电效应，低于这个极 则不能发生光电效应．

(2)光电子的最大初动能与入射光的强度无关，随入射光 的增大而增大． (3)大于极限频率的光照射金属时，光电流强度(反映单位时间内发射出的光电子数的多少)与入射光强度成 ．

(4)光照射到金属表面时，光电子的发射几乎是 的．光电子的发射一般不超

过10s.

－9

考点二、光电效应方程 1．基本物理量

(1)光子的能量ε＝ ，其中h＝6.63×10－34 J·s(称为普朗克常量)。 (2)逸出功W0：使电子脱离某种金属所做功的 。

(3)最大初动能：发生光电效应时，金属表面上的 吸收光子后克服原子核的引力逸出时所具有的动能的最大值。 2．光电效应方程

光电子的最大初动能Ek与入射光光子的能量hν和逸出功W0之间的关系：hν＝ 。

1

考点三、光的波粒二象性

(1)光电效应说明光具有 性，同时光还具有 性，即光具有波粒二象性。 (2)大量光子运动的规律表现出光的 性，单个光子的运动表现出光的 性

(3)光的波长越长， 越明显，越容易看到光的干涉和衍射现象；光的频率越高， 越明显，穿透本领越强。 典型例题分析

题型一：对光电效应实验规律的解释

[例1] 入射光照射到某金属表面上发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，那么( )

A．从光照至金属表面上到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加 B．逸出的光电子的最大初动能将减小

C．单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少 D．有可能不发生光电效应

变式1(2011·广东卷)（双选）光电效应实验中，下列表述正确的是( )

A．光照时间越长光电流越大 B．入射光足够强就可以有光电流 C．遏止电压与入射光的频率有关

D．入射光频率大于极限频率才能产生光电子

题型二：光电效应方程的应用

例2、用波长为2.0×10 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

－7

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＝3.0×10 m/s，

8

结果取两位有效数字)( )

A．5.5×1014Hz B．7.9×1014Hz C．9.8×1014Hz D．1.2×1015Hz

变式2、(2011·福建卷)爱因斯坦因提出了光量子概念并成功地解释光电效应的规律而获得1921年诺贝尔物理学奖．某种金属逸出光电子的最大初动能Ekm与入射光频率ν的关系如右图所示，其中ν0为极限频率．从图中可以确定的是（ ）

A．逸出功与ν有关 B. Ekm与入射光强度成正比 C．当ν<ν0时，会逸出光电子 D．图中直线的斜率与普朗克常量有关

解题规律总结：

1、解光电效应问题，应抓住三个关系式： (1)爱因斯坦光电效应方程：Ek＝hν－W0.

2

(2)最大初动能与遏止电压的关系：Ek＝eUc. (3)逸出功与极限频率的关系：W0＝hν0. 2．用图象表示光电效应方程

(1)最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图线如图所示．

(2)由曲线可以得到的物理量

①极限频率：图线与ν轴交点的横坐标ν0. ②逸出功：图线与Ek轴交点的纵坐标的值W0＝E. ③普朗克常量：图线的斜率k＝h.

随堂巩固训练

1．（双选）光电效应的实验结论是：对于某种金属( )

A．无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应 B．无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应

C．超过极限频率的入射光强度越弱，所产生的光电子的最大初动能就越小 D．超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大

2．（双选）如图是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图象．由图象可知( )

A．该金属的逸出功等于E B．该金属的逸出功等于hν0

C．入射光的频率为2ν0时，产生的光电子的最大初动能为2E D．入射光的频率为

ν0E

时，产生的光电子的最大初动能为 22

3．用强度和频率都相同的两束紫外线分别照射到两种不同金属的表面上，均可发生光电效应，则下列说法中不正确的是

( )

A．两束紫外线光子总能量相同

B．从不同的金属表面逸出的光电子的最大初动能相同 C．在单位时间内从不同的金属表面逸出的光电子数相同 D．从不同的金属表面逸出的光电子的最大初动能不同

4、（12年上海高考）在光电效应实验中，用单色光照射某种金属表面，有光电子逸出，则光电子的最大初动能取快于入射光的（ ）

3

A、频率 B、强度 C、照射时间 D、光子数目

5、(双选)如图所示，用导线把验电器与锌板相连接，当用紫外线照射锌板时，发生的现象是( )． A．有光子从锌板逸出 B．有电子从锌板逸出 C．验电器指针张开一个角度 D．锌板带负电

6、(双选)光电效应的实验结论是：对某种金属( )．

A．无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应 B．无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应

C．超过极限频率的入射光强度越弱，所产生的光电子的最大初动能就越小 D．超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大 7．用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应，可能使该金属产生光电效应的措施是( )．

A．改用频率更小的紫外线照射 B．改用X射线照射

C．改用强度更大的原紫外线照射 D．延长原紫外线的照射时间

8．关于光电效应，下列说法正确的是( )． A．极限频率越大的金属材料逸出功越大

B．只要光照射的时间足够长，任何金属都能产生光电效应

C．从金属表面逸出的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越小 D．入射光的光强一定时，频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多

9．(2013·广州模拟)硅光电池是利用光电效应原理制成的器件。下列表述正确的是( ) A．硅光电池是把光能转变为电能的一种装置 B．硅光电池中吸收了光子能量的电子都能逸出 C．逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率无关 D．任意频率的光照射到硅光电池上都能产生光电效应

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