高中物理人教专题76 光电效应、波尔理论（解析版）.docx

2023届高中物理一轮复****多维度导学与分层专练
专题76 光电效应、波尔理论
导练目标
导练内容
目标1
光电效应
目标2
光电效应的四类图像
目标3
原子波尔理论
【知识导学与典例导练】
光电效应
1.与光电效应有关的五组概念对比
(1)光子与光电子：光子指光在空间传播时的每一份能量，光子不带电；光电子是金属表面受到光照射时发射出来的电子，其本质是电子。光子是因，光电子是果。
(2)光电子的动能与光电子的最大初动能：只有金属表面的电子直接向外飞出时，只需克服原子核的引力做功的情况，才具有最大初动能。
(3)光电流和饱和光电流：金属板飞出的光电子到达阳极，回路中便产生光电流，随着所加正向电压的增大，光电流趋于一个饱和值，这个饱和值是饱和光电流，在一定的光照条件下，饱和光电流与所加电压大小无关。
(4)入射光强度与光子能量：入射光强度指单位时间内照射到金属表面单位面积上的总能量，而光子能量E＝hν。
(5)光的强度与饱和光电流：频率相同的光照射金属产生光电效应，入射光越强，饱和光电流越大，但不是简单的正比关系。
2．光电效应的研究思路
(1)两条线索：
(2)两条对应关系：
入射光强度大→光子数目多→发射光电子多→光电流大；
光子频率高→光子能量大→光电子的最大初动能大。　
3.三个定量关系式
（1）爱因斯坦光电效应方程：Ek＝hν－W0.
（2）最大初动能与遏止电压的关系：Ek＝eUc.
（3）逸出功与截止频率的关系：W0＝hνc.
4.光电管上加正向与反向电压情况分析
(1)光电管加正向电压时的情况
①P右移时,参与导电的光电子数增加;
②P移到某一位置时,所有逸出的光电子恰好都参与了导电,光电流恰好达到最大值;
③P再右移时,光电流不再增大。
(2)光电管加反向电压时的情况
①P右移时,参与导电的光电子数减少;
②P移到某一位置时,所有逸出的光电子恰好都不参与导电,光电流恰好为0,此时光电管两端加的电压为遏止电压;
③P再右移时,光电流始终为0。
【例1】用如图所示的光电管研究光电效应的实验中，用某种频率的单色光照射光电管阴极K，电流计G的指针发生偏转。该单色光的波长为，金属的极限波长为，普朗克常量和真空中光速分别用h和c表示，那么下列说法正确的有（　　）
A．光电子的最大初动能为
B．
C．波长超过的光都不能使该金属发生光电效应
D．波长超过的光都能使该金属发生光电效应
【答案】A
【详解】A．根据光电效应方程又光电子的最大初动能为故A正确；
B．用某种频率的单色光照射光电管阴极K，电流计G的指针发生偏转。该单色光的波长为，金属的极限波长为，则故B错误；
C．波长超过，小于的光能使该金属发生光电效应，故C错误；
D．金属的极限波长为，波长超过的光都不能使该金属发生光电效应，故D错误。故选A。
【例2】某同学用如图所示的装置研究光电效应现象，开始时，滑动变阻器滑片c移在最右端b点。用光子能量为的光照射到光电管上，此时电流表G有读数。向左移动变阻器的触点c，当电压表的示数大于或等于1.5V时，电流表读数为0，则以下说法正确的是（  ）
A．光电子最大初动能为
B．光电管阴极的逸出功为
C．当电流表示数为零时，断开电键，电流表示数不再为零
D．将电源的正负极调换，变阻器滑片从b移到a，电流表的示数一直增大
【答案】BC
【详解】AB．根据题意有遏止电压则光电子的最大初动能根据爱因斯坦光电方程故A错误，B正确；
C．当电流表示数为零时，断开电键，这时没有反向遏止电压，电流表示数不为零，故C正确；
D．将电源的正负极调换，变阻器滑片从b移到a，当光电流达到饱和电流后，电流表的示数就不再变，故D错误。故选BC。
光电效应的四类图像
图像名称
图线形状
读取信息
最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图线
①截止频率(极限频率)：横轴截距
②逸出功：纵轴截距的绝对值W0＝|－E|＝E
③普朗克常量：图线的斜率k＝h
遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图线
①截止频率νc：横轴截距
②遏止电压Uc：随入射光频率的增大而增大
③普朗克常量h：等于图线的斜率与电子电荷量的乘积，即h＝ke
颜色相同、强度不同的光，光电流与电压的关系
①遏止电压Uc：横轴截距
②饱和光电流Im：电流的最大值
③最大初动能：Ekm＝eUc
颜色不同时，光电流与电压的关系
①遏止电压Uc1、Uc2
②饱和光电流
③最大初动能Ek1＝eUc1，Ek2＝eUc2
【例3】某同学在研究某金属的光电效应现象时，发现该金属逸出光电子的最大初