“光电效应”几个易错概念辨析

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1、“光电效应”几个易错概念辨析“光电效应”是光的粒子性的一个重要体现，学习中要澄清一些易混淆的概念，如“光子”、“光电子”、“光子的能量”与“光电子的最大初动能”等，这对理解光电效应的规律具有重要意义．1．“光子”与“光电子”光子是指光在空间传播时的每一份能量(即能量是不连续的)，光子不带电，是微观领域中一种只含有能量的粒子；而光电子是金属表面受到光照时发射出来的电子，因此其本质就是电子．2．“光子的能量”与“入射光的强度”光子的能量是一份一份的，每一份的能量为E=hν，其大小由光的频率决定；而入射光的强度（简称光强）是指单位时间内入射光中包含光子数的多少

2、，入射光的强度可表示为P=nhν，其中n为单位时间内的光子数．【例1】用某种单色光照射某种金属表面，发生光电效应，现将该单色光的光强减弱，则A．光电子的最大初动能不变B．光电子的最大初动能减少c．单位时间内产生的光电子数减少D．可能不发生光电效应【解析】选A、C．该单色光照射某种金属表面时能发生光电效应，则根据爱因斯坦光电效应方程Ek=hν-W得：入射光频率不变时光电子的最大初动能不变；若该单色光的光强减弱，则表明单位时间内射到单位面积上的光子数减少，产生的光电子数也必减少．故答案A、C正确．【例2】已知每秒从太阳射到地球上垂直于太阳光的每平方米截面上的

3、辐射能为1．4x103J，其中可见光部分约占45％．假设可见光的波长约为o．55，普朗克常数h=6．6×10-34J.s，设日地间距离R=1.5×1011m，由此可估算出太阳每秒辐射的可见光的光子数约多少个．(只要求两位有效数字)【解析】因太阳向各个方向的辐射为均匀的，令σ=1.4x103J·s·m2，可见光所占的能量为η=45％，则太阳每秒辐射的可见光的能量E=,每个可见光子的能量E0=hν，则太阳每秒辐射出的可见光的光子数为:n=，代入数据可得：4．9×1044．3．“光电子的最大初动能”与“光电子的动能”光照射到金属时，电子吸收一个光子的能量hν后

4、，就可能向各个方向运动，一部分消耗于克服核的引力及其它原子阻碍做功，剩余部分转化为初动能．只有从金属表面逸出的电子克服阻力做功最小，具有最大初动能，其值为Ekm=hν-W(式中W为金属的逸出功)，而不从金属表面发射的光电子，动能Ek

5、A由题意知光电子的最大初动能为：Ek=qU=O.60eV，所以根据光电效应方程Ek=hν-W得：W=hν-Ek=1.9ev．故选项A正确．4．“光电流”与“饱和光电流”当外来光频率和电压固定时，光强增大，意味着撞击金属表面的光子数增多。只要ν>ν0，被撞击出来的光电子数目就按比例增大，由于不同光电子的逸出后运动方向不同，部分光电子只有在电场力作用下才能到达阳极，光电流随电压U的增加而增大，当U比较大时，光电流达到饱和值Im，这时即使再增大U，在单位时间内也不可能有更多的光电子定向移动，光电流也就不会增加，即饱和光电流是一定频率与强度的光照射下的最大光电流

6、．因此在解光电效应的习题时，应注意明确是光电流还是饱和光电流．【例4】如图所示装置，阴极K及极限波长=0.66的金属制成．若闭合电键，用波长=0.50的绿光照射阴极K，调整两个极板电压，电流表示数为0．64，求：(1)每秒阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极时的最大初动能．(2)如果将照射阴极绿光的光强（入射光的强度）增大为原来的2倍，每秒阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极时的最大初动能．【解析】(1)当阴极发射的光电子全部达到阳极时，光电流达到饱和，故每秒发射的光电子个数为：n=个根据光电效应方程，光电子的最大初动能应为：Ek=hν–W=代入数据可得Ek

7、m=9．9×10-20J．(2)如果照射光的频率不变，光强加倍，则每秒内发射的光电子数也加倍、饱和光电流也增大为原来的2倍．根据光电效应实验规律可得每秒阴极发射的光电子个数n,=2n=8.0×1012；光电子的最大初动能仍然为Ekm=hν-W=9.9×10-20J．练习：【06江苏.6】研究光电效应规律的实验装置如图所示，以频率为ν的光照射光电管阴极K时，有光电子产生。由于光电管K、A间加的是反向电压，光电子从阴极K发射后将向阳极A作减速运动。光电流i由图中电流计G测出，反向电压U由电压表V测出。当电流计示数恰好为零时，电压表的示数称为反向截止电压U0。

8、在下列表示光电效应实验规律的图象中，错误的是光强I和频率ν一定时，光电流i反向电