1、 章末总结 hv hv-W hv h网络构建区 学案5 本学案栏目开关 网络构建区 专题整合区 自我检测区 一、光子能量的计算1一个光子的能量 Eh，其中 h 是普朗克常量，是光的频率2一束光的能量 Enh，n 为光子数目3频率与波长的关系：c.专题整合区 学案5 本学案栏目开关 网络构建区 专题整合区 自我检测区 例 1 激光器是一个特殊的光源，它发出的光便是激光，红宝石激光器发射的激光是不连续的一道一道的闪光，每道闪光称为一个光脉冲，现有一红宝石激光器，发射功率为 1.01010 W，所发射的每个光脉冲持续的时间t 为 1.01011 s，波长为 793.4 nm.问每列光脉冲的长度 l
2、是多少？其中含有的光子数 n 是多少？解析 以 t、l 和 c 分别表示光脉冲的持续时间、长度和光在真空中的传播速度，由题意可知lct专题整合区 学案5 本学案栏目开关 网络构建区 专题整合区 自我检测区 以 P 和 E 表示红宝石激光器发射的功率和光脉冲的能量，则有：EPt以 和 表示红宝石激光的波长和频率，则有 c，因此就得到每个红宝石激光光子的能量 hhc 由式得到该列光脉冲含有的光子数 n EhPthc 将数据代入式，就得到该列光脉冲的长度，含有的光子数分别为 l3.0103 m3.0 mm，n4.01017 个答案 3.0 mm 4.01017个专题整合区 学案5 本学案栏目开关 网
3、络构建区 专题整合区 自我检测区 二、光电效应规律及光电效应方程1产生条件：入射光频率大于被照射金属的极限频率2入射光频率决定每个光子的能量 Eh决定光电子逸出后的最大动能3入射光强度决定每秒钟逸出的光电子数决定光电流的大小4爱因斯坦光电效应方程 EkmhW.W 表示金属的逸出功，又 0 表示金属的极限频率，则Wh0.专题整合区 学案5 本学案栏目开关 网络构建区 专题整合区 自我检测区 例 2 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从金属表面出来的光电子的最大动能越大，这种金属的逸出功越小D入射光的光强一定时，
4、频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多专题整合区 学案5 本学案栏目开关 网络构建区 专题整合区 自我检测区 解析 由爱因斯坦光电效应方程可知 EkmhW，所以极限频率越大，逸出功越大，A 正确低于极限频率的光，无论强度多大，照射时间多长，都不可能产生光电效应，B 错误光电子的最大动能还与入射光光子的频率有关，C 错误光强 Inh，光强一定时，当频率变大时，光子数反而变少，光电子数变少，D 错误答案 A专题整合区 学案5 本学案栏目开关 网络构建区 专题整合区 自我检测区 例 3 用波长为 2.0107 m 的紫外线照射钨的表面，释放出来的光电子中的最大动能是 4.71019 J由此可知，钨
5、的极限频率是(普朗克常量 h6.631034 Js，光速 c3.0108 m/s，结果取两位有效数字)()A5.51014 Hz B7.91014 HzC9.81014 Hz D1.21015 Hz解析 由爱因斯坦光电效应方程得 hcEkmW，而金属的逸出功 Wh0，由以上两式得，钨的极限频率为：0cEkmh 7.91014 Hz，B 项正确B 专题整合区 学案5 本学案栏目开关 网络构建区 专题整合区 自我检测区 三、图像在光电效应规律中的应用1Ekm 图像根据爱因斯坦光电效应方程 EkmhW，光电子的最大初动能Ekm 是入射光频率 的一次函数，图像如图 1 所示其横轴截距为金属的极限频率
6、0，纵轴截距是金属的逸出功的负值；斜率为普朗克常量 h.图1专题整合区 学案5 本学案栏目开关 网络构建区 专题整合区 自我检测区 2IU 图像光电流强度 I 随光电管两极间电压 U 的变化图像图 2中 Im 为饱和光电流，U0 为遏止电压利用12mev 2m eU0可得光电子的最大动能图 2专题整合区 学案5 本学案栏目开关 网络构建区 专题整合区 自我检测区 例 4 用不同频率的紫外线分别照射钨和锌的表面而产生光电效应，可得到光电子的最大动能 Ekm 随入射光频率 变化的 Ekm 图像已知钨的逸出功是 3.28 eV，锌的逸出功是 3.34 eV，若将二者的图线画在同一个坐标图中，以实线表
7、示钨，虚线表示锌，如图所示，则正确反映这一过程的图像是()专题整合区 学案5 本学案栏目开关 网络构建区 专题整合区 自我检测区 解析 根据 EkmhW 知，图像斜率代表普朗克常量 h，所以两条线应平行；横轴截距代表了极限频率 0，0Wh，因此锌的 0 大些答案 A专题整合区 学案5 本学案栏目开关 网络构建区 专题整合区 自我检测区 例 5 在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光)，如图 3 所示则可判断出()A甲光的频率大于乙光的频率B乙光的波长大于丙光的波长C乙光对应的极限频率大于丙光的极限频率D甲光对应的光电子最大动
8、能大于丙光的光电子最大动能图3专题整合区 学案5 本学案栏目开关 网络构建区 专题整合区 自我检测区 解析 由题图可知，甲、乙两光对应的反向截止电压均为U02，由爱因斯坦光电效应方程 EkmhW 及eU020Ekm 可知甲、乙两光频率相同，且均小于丙光频率，选项 A、C 均错；甲光频率小，则甲光对应的光电子最大动能小于丙光的光电子最大动能，选项 D 错误；乙光频率小于丙光频率，故乙光的波长大于丙光的波长，选项 B 正确答案 B专题整合区 学案5 本学案栏目开关 网络构建区 专题整合区 自我检测区 1下列有关光的说法中正确的是()A光电效应表明在一定条件下，光子可以转化为电子B大量光子易表现出波
9、动性，少量光子易表现出粒子性C光有时是波，有时是粒子D康普顿效应表明光子和电子、质子等实物粒子一样也具有能量和动量BD 自我检测区 学案5 本学案栏目开关 网络构建区 专题整合区 自我检测区 2能引起人的眼睛视觉效应的最小能量为 1018 J，已知可见光的平均波长约为 0.6 m，普朗克常量 h6.631034 Js，则进入人眼的能量子数至少为()A1 个B3 个C30 个D300 个解析 可见光的平均频率 c，能量子的平均能量为Eh，引起视觉效应时 EnnE，联立可得 n3，B 正确B 自我检测区 学案5 本学案栏目开关 网络构建区 专题整合区 自我检测区 3根据不确定关系 xpx h4，判
10、断下列说法正确的是()A采取办法提高测量 x 精度时，px 的精度下降B采取办法提高测量 x 精度时，px 的精度上升Cx 与 px 测量精度与测量仪器及测量方法是否完备有关Dx 与 px 测量精度与测量仪器及测量方法是否完备无关自我检测区 学案5 本学案栏目开关 网络构建区 专题整合区 自我检测区 解析 不确定关系表明无论采用什么方法试图确定坐标和相应动量中的一个，必然引起另一个较大的不确定性，这样的结果与测量仪器及测量方法是否完备无关，无论怎样改善测量仪器和测量方法，都不可能逾越不确定关系所给出的限度故 A、D 正确答案 AD自我检测区 学案5 本学案栏目开关 网络构建区 专题整合区 自我
11、检测区 4.利用光电管研究光电效应实验如图 4所示，用极限频率为 0 的可见光照射阴极 K，电流表中有电流通过，则()A用紫外线照射，电流表中不一定有电流通过B用紫外线照射，电流表中一定有电流通过C用频率为 0 的可见光照射 K，当滑动变阻器的滑动触头移到 C 端，电流表中一定无电流通过D用频率为 0 的可见光照射 K，当滑动变阻器的滑动触头向 B 端滑动时，电流表示数可能不变图4自我检测区 学案5 本学案栏目开关 网络构建区 专题整合区 自我检测区 解析 紫外线的频率大于可见光的频率，故一定能产生光电效应故 A 错，B 对；尽管 P 滑到 C 端但仍有少量电子能从金属板逸出到达阳极 A，即有
12、微弱电流，故 C 错当光电流强度达到饱和时，既使增加正向电压光电流也不再增大，D 对答案 BD自我检测区 学案5 本学案栏目开关 网络构建区 专题整合区 自我检测区 5已知金属钠产生光电效应的极限频率是 6.001014 Hz(1)求金属钠的电子逸出功；(2)如果用某种单色光照射金属钠，发射的光电子的最大初动能是 1.14 eV，求这种单色光的波长自我检测区 学案5 本学案栏目开关 网络构建区 专题整合区 自我检测区 解析(1)Wh06.6310346.001014 J3.981019 J2.49 eV.(2)由爱因斯坦光电效应方程 hWEkm，得 hcWEkm(2.491.14)eV3.63 eV，所以 hcEkmW6.63103431083.631.61019 m3.42107 m.答案(1)2.49 eV(2)3.42107 m自我检测区 学案5 本学案栏目开关 网络构建区 专题整合区 自我检测区
