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1、黑体辐射和能量子的理解一、根底学问1、能量子(1) 普朗克认为，带电微粒辐射或者吸取能量时，只能辐射或吸取某个最小能量值的整数倍即能量的辐射或者吸取只能是一份一份的这个不行再分的最小能量值 叫做能量子(2) 能量子的大小：h，其中 是电磁波的频率，h 称为普朗克常量h1034 Js.2、光子说：(1)定义：爱因斯坦提出的大胆假设。内容是：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h，其中 h 是普朗克常量，其值为1034 Js.二、练习1、以下可以被电场加速的是 (B)A光子B光电子CX 射线D无线电波2、关于光的本性，以下说法中不正确的选项是 BA. 光电效
2、应反映光的粒子性B. 光子的能量由光的强度所打算C光子的能量与光的频率成正比D光在空间传播时，是不连续的，是一份一份的，每一份叫做一个光子对光电效应试验的理解一、根底学问用光电管争论光电效应的规律1、常见电路(如下图)2、两条线索(1) 通过频率分析：光子频率高光子能量大产生光电子的最大初动能大(2) 通过光的强度分析：入射光强度大光子数目多产生的光电子多光电流大 3、遏止电压与截止频率c(1) 遏止电压：使光电流减小到零的反向电压U .(2) 截止频率：能使某种金属发生光电效应的最小频率叫做该种金属的截止频率(又叫极限频率)不同的金属对应着不同的极限频率1、如下图，当开关S 断开时，用光子能
3、量为 eV 的一束光照耀阴极P，觉察电流表读数不为零合上开关，调整滑动变阻器，觉察当电压表读数小于 V 时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于 V 时，电流表读数为零(3) 逸出功：电子从金属中逸出所需做功的最小值，叫做该金属的逸出功 二、练习(1)求此时间电子的最大初动能的大小； (2)求该阴极材料的逸出功答案 (1) eV(2) eVWkm解析 设用光子能量为 eV 的光照耀时，光电子的最大初动能为 E，阴极材料逸出功为0当反向电压到达 U V 以后，具有最大初动能的光电子达不到阳极，因此eU E0km0由光电效应方程知 EhW0kmkm0由以上二式得 E eV，W eV.2、如下
4、图是光电管的原理图，当有波长为0 的光照到阴A假设换用波长为 ( )的光照耀阴极K 时，电路中肯定没110极 K 上时，电路中有光电流，则(说明:右侧为正极)()有光电流220B. 假设换用波长为 ( ，依据 可知，波长为 1101的光的频率不肯定大于金属的极限频率，因此不肯定能发生光电效应现象，A 错误；同理可以推断，B 正确；光电流的大小与入射光的强度有关，在肯定频率与强度的光照耀下，光电流与电压之间的关系为：开头时，光电流随电压 U 的增加而增大，当 U 增大到肯定程度时，光电流到达饱和值，这时即使再增大 U，在单位时间内也不行能有更多的光电子定向移动，光电流也就不会再增加，即饱和光电流
5、是在肯定频率与强度的光照 射下的最大光电流，增大电源电压，假设光电流到达饱和值，则光电流也不会增大，C 错误；将电源极性反接，假设光电子的最大初动能大于光电管两极间电场力做的功，电路中 仍有光电流产生，D 错误3、(双选)如下图, 在争论光电效应的试验中, 觉察用肯定频率的A 单色光照耀光电管时, 电流表指针会发生偏转, 而用另一频率的B 单色光照耀时不发生光电效应(AC)A. A 光的频率大于B 光的频率成就是制造了电荷耦合器件(CCD)图象传感器他们的制造利用了爱因斯坦的光电效应原理如图3 所示电路可争论光电效应规律图中标有A 和K 的为光电管，其中K 为阴极，A 为阳极抱负电流计可检测通
6、过光电管的电流，抱负电压表用来指示光电管两端的电B. B 光的频率大于A 光的频率C. 用 A 光照耀光电管时流过电流表G 的电流方向是a 流向bD. 用 A 光照耀光电管时流过电流表G 的电流方向是b 流向a4、 如下图，当电键K 断开时，用光子能量为 eV 的一束光照耀阴极P，觉察电流表读数不为零。合上电键 K，调整滑线变阻器，觉察当电压表读数小于 V 时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于 V 时， 电流表读数为零。由此可知阴极材料的逸出功为 AA eVB eVC eVD eV5、2023 年诺贝尔物理学奖得主威拉德博伊尔和乔治史密斯主要压现接通电源，用光子能量为 105 eV
7、的光照耀阴极 K，电流计中有示数；假设将滑动变阻器的滑片 P 缓慢向右滑动，电流计的读数渐渐减小，当滑至某一位置时电流计的读数恰好为零，读出此时电压表的示数为 V；现保持滑片 P 位置不变，光电管阴极材料的逸出功为，假设增大入射光的强度，电流计的读数(选填“为零”或“不为零”)(说明:左侧为正极)答案 eV 为零解析 依据当滑至某一位置时电流计的读数恰好为零，读出此时电压表的示数为 U6、(2023江苏单科12C(1)争论光电效应的电路如下图用频率相同、强度不同的光分别照耀密封真空管的钠极板(阴极 K)，钠极板放射出的光电子被阳极A 吸取，在电路中形成光电流以下光电流I 与A、K 之间的电压
8、U的关系图象中，正确的选项是AKV，由动能定理得 eUEk；由爱因斯坦光电效应方程有 EkEW0，解得光电管阴极材料的逸出功为 W0 eV；假设增大入射光的强度，电流计的读数仍为零解析 由于光的频率一样，所以对应的反向截止电压一样，选项A、B 错误；发生光电效应时，在同样的加速电压下，光强度越大，逸出的光电子数目越多，形成的光电流越大，所以选项C 正确，D 错误答案 CA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乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率D甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能7、(2023浙江理综16)在光电效应试验中，飞飞同学用同一光电管在不同试验条件
9、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)，如下图则可推断出()答案 B解析 由题图可知，甲、乙两光对应的反向截止电压均为 Uc2，由爱因斯坦光电效应方程 EkmhW0 及eUc20Ekm 可知甲、乙两光频率一样，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初动能小于丙光对应的光电子最大8、(2023天津理综8)用同一光电管争论 a、b 两种单色光产生的光电效应，得到光电流 I 与光电管两极间所加电压 U 的关系如图所示则这两种光()A照耀该光电管时 a 光使其逸出的光电子最大初动能大初动能，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
10、长，选项B 正确B. 从同种玻璃射入空气发生全反射时，a 光的临界角大C通过同一装置发生双缝干预，a 光的相邻条纹间距大D通过同一玻璃三棱镜时，a 光的偏折程度大答案 BCEEAEhW解析 由题图知，应选项 错误；对同一光电管，由光电效应方程 ，kmakmbkm01lc知 C ，应选项 B 正确；由 x 及 知，频率越小，波长越长，abnabdabab间距越大，即x x ，应选项C 正确；因 n ，频absin iabab率 ，因此 a 光照耀金属时恰能逸出光电子，b 光照耀时则不能逸出光电子，选项 B1错误依据临界角公式 sin C 知两束光的临界角 C |E5E2|，应选项 D 正确E 图
11、象的考察k一、根底学问k01、 爱因斯坦光电效应方程E hW h：光电子的能量：逸出功，即从金属外表直接飞出的光电子抑制正电荷引力所做的功W0E ：光电子的最大初动能k2、由 E 图象(如图 1)可以得到的信息kc(1) 极限频率：图线与 轴交点的横坐标 .k0(2) 逸出功：图线与 E 轴交点的纵坐标的值 EW . (3)普朗克常量：图线的斜率 kh.二、练习k1、如图是某金属在光的照耀下产生的光电子的最大初动能E 频率 的关系图象由图象可知A该金属的逸出功等于 EcB该金属的逸出功等于 h与入射光()cC入射光的频率为 2 时，产生的光电子的最大初动能为 ED入射光的频率为2 时，产生的光
12、电子的最大初动能为cE2答案 ABCk0k0k解析 由题图并结合 E hW 得，E hE，故逸出功W E，应选项A 对；当 Eccck0 时， ，故 Eh ，应选项 B 对；2 时，可得出 E E，应选项 C 对；当入射光c的频率为2 时，不发生光电效应，应选项D 错2、如下图是用光照耀某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线(直线与横轴的交点坐标为，与纵轴交点坐标为由图可知()A该金属的截止频率为1014 Hz B该金属的截止频率为1014 Hz C该图线的斜率表示普朗克常量D该金属的逸出功为 eV解析 图线在横轴上的截距为截止频率，A 正确，B 错误；由光电效应方程EkhW
13、0 可知图线的斜率为普朗克常量，C 正确；金属的逸出功为W0hc错误! eV eV，D 错误答案 AC光电效应方程简洁的计算1、锌的逸出功为 eV，用某单色紫外线照耀锌板时，逸出光电子的最大速度为 106 m/s， 求该紫外线的波长 (电子质量 me1031 kg，普朗克常量 h1034 Js,1 eV1019 J)答案 107 mhc1解析 依据爱因斯坦光电效应方程 W m v2所以 107 m.2、下表给出了一些金属材料的逸出功.02e材料铯钙镁铍钛逸出功(1019 J)现用波长为 400 nm 的单色光照耀上述材料，能产生光电效应的材料最多有几种(普朗克常量 h1034 Js，光速 c1
14、08 m/s)()A2 种B3 种C4 种D5 种答案 A解析 要发生光电效应，则入射光的能量必需大于金属的逸出功，由题可算出波长为c400 nm 的光的能量为 Ehh1034错误! J1019 J，大于铯和钙的逸出功所以 A 选项正确3、紫光在真空中的波长为107 m，问： (1)紫光光子的能量是多少0(2)用它照耀极限频率为 1014 Hz 的金属钾能否产生光电效应假设能产生，则光电子的最大初动能为多少(h1034 Js)答案 (1)1019 J(2)能 1019 Jc解析 (1)Ehh1019 Jc(2) 1014 Hz，由于 ，所以能产生光电效应0光电子的最大初动能为 EkmhW0h(0)1019 J.