光电效应规律的理解及应用
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发布时间：2024-10-10 13:51
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时间：2024-10-22 19:51
1、光电效应的实验规律包括以下几点：
（1）存在截止频率（极限频率）：当入射光的频率低于某个特定值时，不会发生光电效应，这个频率被称为截止频率。不同金属的截止频率不同，光电效应的发生与否取决于入射光的频率和金属的极限频率，与入射光的强度和照射时间无关。
（2）光电效应的瞬时性：当入射光的频率超过截止频率时，光电流会立即产生，从入射光照射到产生光电流的时间不超过10^-9秒，光电效应的发生几乎不需要时间。
（3）光电子的最大初动能（Ek）：Ek=hν－W0，其中hν是入射光的光子能量，W0是金属的逸出功。光电子的最大初动能与入射光的强度和照射时间无关，由入射光的频率和金属的极限频率决定，并随入射光频率的增大而增大。
（4）对于一定频率的入射光，光电流的饱和值由入射光的强度决定，入射光越强，单位时间内发射的光电子数目越多，饱和电流越大。
2、爱因斯坦用光子说解释光电效应及其规律：
（1）光子说：空间传播的光的能量是不连续的，是一份一份的，每一份叫做一个光子。光子的能量为E=hν，其中h是普朗克常量，其值为6.63×10^-34 J·s。
（2）电子从金属表面逸出，首先需克服金属表面原子核的引力做功，要使入射光的光子能量不小于逸出功W0，对应频率νc为极限频率。截止频率与逸出功的关系为：hνc=W0。
（3）入射光照射金属时，电子吸收一个光子（形成光电子）的能量后，动能立即增大，不需要积累能量的过程。
（4）爱因斯坦光电效应方程：Ek=hν－W0，其中Ek为光电子的最大初动能，hν为电子吸收的一个光子的能量，W0为金属的逸出功。
3、光电效应的考试要求：
（1）所涉及的题型一般分为两类：一类是对光电效应规律的考查，要求考生熟记光电效应的四条规律，尤其是对截止频率、光电子最大初动能与频率的关系以及单位时间内产生的光电子数目或光电流与光强的关系考查的最多；另一类是对光电效应方程式、遏止电压、最大初动能、逸出功以及截止频率的有关计算的考查，应对措施是加深对上述概念的理解，并结合能量守恒观点来处理此类问题。
（2）应用是注意区分“照射光”与“光电子”
光电子逸出后的最大初动能（Ek=1/2mυ^2）。
①熟记理解：
强度──决定着每秒钟光源发射的光子数
频率──决定着每个光子的能量(E= hν)
每秒钟逸出的光电子数──决定光电流的大小
②两条对应关系：
光强→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→产生光电子的最大初动能大
③三个关系式：
Ⅰ．爱因斯坦光电效应方程：Ek=hν－W0；
Ⅱ．最大初动能与遏止电压的关系：Ek= eUc；
Ⅲ．逸出功与极限频率的关系：W0 =hνc。
