光电效应讲解课件.ppt

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1、2.2 2.2 光电效应光电效应 光子说光子说1 1、认识光电效应现象、认识光电效应现象 ，知道其表现出的规律，知道其表现出的规律2 2、理解极限频率、逸出功、最大初动能等概念、理解极限频率、逸出功、最大初动能等概念4 4、理解爱因斯坦光子说的基本思想，理解光子概念、理解爱因斯坦光子说的基本思想，理解光子概念5 5、掌握爱因斯坦光子的光电效应方程、掌握爱因斯坦光子的光电效应方程6 6、能应用光子说解释光电效应、能应用光子说解释光电效应3 3、知道波动理论在解释光电效应规律时遇到的困难、知道波动理论在解释光电效应规律时遇到的困难理解利用反向遏止电压测量最大初动能的原理理解利用反向遏止电压测量最大

2、初动能的原理 用弧光灯照射擦得很亮用弧光灯照射擦得很亮的锌板，导线与不带电的验的锌板，导线与不带电的验电器相连验电器时，验电器电器相连验电器时，验电器张角增大，用与丝绸磨擦过张角增大，用与丝绸磨擦过的玻璃棒去靠近锌板，则验的玻璃棒去靠近锌板，则验电器的指针张角会变大。电器的指针张角会变大。一、光电效应现象一、光电效应现象锌板在射线照射下失去电子而带正电锌板在射线照射下失去电子而带正电定义定义：在光在光(包括不可见光包括不可见光)的照射下，物体发射电子的现象的照射下，物体发射电子的现象叫做光电效应。叫做光电效应。发射出来的电子叫做发射出来的电子叫做光电子光电子1.1.对光电效应的认识对光电效应的

3、认识观察现象观察现象1 1）用紫光照射）用紫光照射K K，电流计有电流。电流计有电流。V VG GK KA A金属金属K K在紫光照射下产生光电效应在紫光照射下产生光电效应V VG G阴极阴极K K阳极阳极A A当当K K、A A两端电压为零两端电压为零,电流计仍偏转！电流计仍偏转！2 2、用光电管研究光电效应的规律、用光电管研究光电效应的规律 研究一研究一电子逸出有动能！电子逸出有动能！V VG GK KA A2 2）用绿光照射）用绿光照射K K，电流计有电流。电流计有电流。说明：金属说明：金属K K在绿光照射下产生光在绿光照射下产生光电效应电效应G GV VK KA A增大红光强度仍无光电

4、流，增大红光强度仍无光电流，红光照射下金属红光照射下金属K K不能产生光电效应不能产生光电效应3 3）用红光照射）用红光照射K,K,电流计无电流。电流计无电流。结论结论1 1：极限频率的存在极限频率的存在 任何一种金属都对应一个任何一种金属都对应一个极限频极限频率率 0 0，入射光的频率，入射光的频率 只有大于极限只有大于极限频率频率 0 0 ，才能产生光电效应。，才能产生光电效应。能够使金属发生光电效应的最小频能够使金属发生光电效应的最小频率叫做这种金属的率叫做这种金属的极限频率极限频率 0 0，不同物质的极限频率不同，多数金属的极限频率在紫外区。不同物质的极限频率不同，多数金属的极限频率在

5、紫外区。几种金属的逸出功和极限频率几种金属的逸出功和极限频率 要产生光电效应，必须有一个要产生光电效应，必须有一个最低最低频率。频率。称之为称之为极限频率极限频率产生光电效应的条件：产生光电效应的条件：如锌板如锌板的的 极限频率是紫外线极限频率是紫外线 增大紫光强度电流计指针偏角增大（饱和电流增大）增大紫光强度电流计指针偏角增大（饱和电流增大）V VG GK KA A光的强度越大，单位时间内产生的光电子数越多。光的强度越大，单位时间内产生的光电子数越多。结论结论2 2 当入射光的频率大于极限频率时，当入射光的频率大于极限频率时，在单位时间发射的光电子数跟入射光的在单位时间发射的光电子数跟入射光

6、的强度成正比。强度成正比。当当K K、A A两端正向电压不为零两端正向电压不为零,且一定时且一定时研究二研究二光电子最大初动能光电子最大初动能的研究的研究1)1)最大初动能的概念最大初动能的概念2)2)最大初动能的测定最大初动能的测定：从金属从金属打出来打出来出来的电子，有的从金属表出来的电子，有的从金属表面直接飞出，有的从内部出来沿途与其它粒面直接飞出，有的从内部出来沿途与其它粒子碰撞，损失部分能量，直接从金属表面飞子碰撞，损失部分能量，直接从金属表面飞出的速度最大，其动能为最大初动能。出的速度最大，其动能为最大初动能。V VV V 当当 K K、A A 间加反向电压，光电子克服间加反向电压

7、，光电子克服电场力作功，当电压达到某一值电场力作功，当电压达到某一值 U Uc c 时，时，光电流恰为光电流恰为0 0。即对应光电流为零的反向电压即对应光电流为零的反向电压U Uc c称遏止电压。称遏止电压。V VG GK KA A研究三研究三利用反向遏止电压进行测定利用反向遏止电压进行测定将电源反接，调将电源反接，调R R，KAKA间电压间电压U U增大，增大，I I减小，使减小，使I=0I=0，可求光电，可求光电子的最大动能子的最大动能V VG GR RK KA A-v v结论结论3 3光电子的最大初动能与入射光的强度无光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光的频率的增大而增大。关

8、，只随入射光的频率的增大而增大。(3)(3)最大初动能的结论最大初动能的结论 改用紫光照射使改用紫光照射使I=0I=0，KAKA间电间电压压U U增大增大V VG GK KA A光的频率越大光电子光的频率越大光电子E Ekmkm越大越大加大入射光的强度最大初动能不变加大入射光的强度最大初动能不变IIsUeUeO OU U光光 强强 较较 强强光光 强强 较较 弱弱光电效应伏安特性曲线光电效应伏安特性曲线光电效应实验装置光电效应实验装置遏遏止止电电压压饱饱和和电电流流 3 3、光电效应的实验规律、光电效应的实验规律阳阳极极阴阴极极光电效应实验规律光电效应实验规律.存在截止频率存在截止频率0-极限

9、频率极限频率对于每种金属材料，都相应的有一确定的截止频率对于每种金属材料，都相应的有一确定的截止频率c光电流与光强的关系：光电流与光强的关系：饱和光电流与入射光强度成正比饱和光电流与入射光强度成正比。光电效应是瞬时的。从光开始照射到光电逸出所需时间光电效应是瞬时的。从光开始照射到光电逸出所需时间t10t10-9 9s s光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光的光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光的频率的增大而增大。频率的增大而增大。经典理论无法解释光电效应的实验结果。经典理论无法解释光电效应的实验结果。2 2）饱和电流不仅与光强有关而且与频率有关；）饱和电流不仅与光强有关

10、而且与频率有关；4 4）光电效应具有瞬时性。而）光电效应具有瞬时性。而经典理论认为光能量分布在波面上，经典理论认为光能量分布在波面上，吸收能量需要时间积累吸收能量需要时间积累 为了解释光电效应，爱因斯坦在普朗克能量子假说的基础为了解释光电效应，爱因斯坦在普朗克能量子假说的基础上提出光子理论，提出了光量子假设。上提出光子理论，提出了光量子假设。1 1）按照经典电磁理论，）按照经典电磁理论，光电子的能量应该随着光强度的增加而增光电子的能量应该随着光强度的增加而增大，不应该与入射光的频率有关，更不应该有什么截止频率。大，不应该与入射光的频率有关，更不应该有什么截止频率。经典理论遇到的困难经典理论遇到

11、的困难3 3）光电子初动能与频率有关，与光强无关。只要高于极限频率，）光电子初动能与频率有关，与光强无关。只要高于极限频率，即使光强很弱也有光电流；且光电子最大初动能相等。即使光强很弱也有光电流；且光电子最大初动能相等。1.1.内容内容2.2.爱因斯坦光电效应方程爱因斯坦光电效应方程为电子逸出金属表面所需做的功，称为逸出功；为电子逸出金属表面所需做的功，称为逸出功；为光电子的最大初动能。为光电子的最大初动能。在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫一个一份叫一个光光量量子子，简称光子，简称光子。一个光子的能量：一个光子的能量：逸出功：电子逸

12、出功：电子脱离某金属克服引力所做功的最小值，叫做脱离某金属克服引力所做功的最小值，叫做这种金属的逸出这种金属的逸出功。功。二、二、爱因斯坦的爱因斯坦的光子说：光子说：h=h=6.66.63 3 1010-34-34J.s J.s 普朗克常数普朗克常数由能量守恒可得出：由能量守恒可得出：在光电效应中金属中的电子吸收了光子的能量，一部分消在光电效应中金属中的电子吸收了光子的能量，一部分消耗在逸出功耗在逸出功 ，另一部分变为光电子逸出后的动能，另一部分变为光电子逸出后的动能 E Ek k4 4）从方程可以看出光电子初动能和照）从方程可以看出光电子初动能和照射光的频率成线性关系射光的频率成线性关系2

13、2）光强大，单位时间发射的光子数目多，释放的光电子也多，）光强大，单位时间发射的光子数目多，释放的光电子也多，所以光电流也大所以光电流也大 爱因斯坦光子假说圆满解释了光电效应，爱因斯坦光子假说圆满解释了光电效应，3 3、爱因斯坦对光电效应的解释、爱因斯坦对光电效应的解释3 3）电子只要吸收一个光子就可以从金）电子只要吸收一个光子就可以从金属表面逸出，所以不需时间的累积。属表面逸出，所以不需时间的累积。1 1）从光电效应方程中，当初动能为零时，可得极极限频率：）从光电效应方程中，当初动能为零时，可得极极限频率：密立根由于研究基密立根由于研究基本电荷和光电效应，本电荷和光电效应，特别是通过著名的特

14、别是通过著名的油滴实验，证明电油滴实验，证明电荷有最小单位。获得荷有最小单位。获得19231923年诺年诺贝尔物理学奖贝尔物理学奖 由于爱因斯坦提出的光子假说成功地说明了光电效应的实由于爱因斯坦提出的光子假说成功地说明了光电效应的实验规律验规律,荣获荣获19211921年诺贝尔物理学奖。年诺贝尔物理学奖。4.4.光电效应理论的验证光电效应理论的验证 美国物理学家密立根，花了十年时间做了美国物理学家密立根，花了十年时间做了“光电效应光电效应”实验，结果在实验，结果在1915年证实了爱因斯坦方程，年证实了爱因斯坦方程，h 的值与理论值的值与理论值完全一致，又一次证明了完全一致，又一次证明了“光量子

15、光量子”理论的正确。理论的正确。爱因斯坦由于对光爱因斯坦由于对光电效应的理论解释电效应的理论解释和对理论物理学的和对理论物理学的贡献获得贡献获得1921年诺年诺贝尔物理学奖贝尔物理学奖1 1）爱因斯坦指出：光子不仅有）爱因斯坦指出：光子不仅有能量能量而且还具有而且还具有动量动量动量、能量是描述粒子的动量、能量是描述粒子的,频率和波长则是用来描述波的频率和波长则是用来描述波的 三、康普顿效应三、康普顿效应1 1、相关的概念、相关的概念3)3)康普顿效应康普顿效应 1923 1923年美国物理学家康普顿在做年美国物理学家康普顿在做 X 射线通过物质散射的实验时，发现散射线通过物质散射的实验时，发现

16、散射线中除有与入射线波长相同的射线射线中除有与入射线波长相同的射线外，还有比入射线波长更长的射线，外，还有比入射线波长更长的射线，其波长的改变量与散射角其波长的改变量与散射角有关有关.2)2)光的散射光的散射:光在介质中与物质微粒相互作用光在介质中与物质微粒相互作用,因而传播方因而传播方向发生改变向发生改变,这种现象叫做光的这种现象叫做光的散射散射康普顿正在测晶体对康普顿正在测晶体对X X 射线的散射射线的散射 散射中出现散射中出现 的现象，称为的现象，称为康普顿效应康普顿效应2.2.康普顿散射的实验装置与规律：康普顿散射的实验装置与规律：晶体晶体 光阑光阑X 射线管射线管探探测测器器X 射线

17、谱仪射线谱仪石墨体石墨体(散射物质散射物质)j 散射波长散射波长 康普顿散射曲线的特点：康普顿散射曲线的特点：波长的偏移为波长的偏移为=0Oj=45Oj=90Oj=135Oj.o（A）0.7000.750波长波长.0 强度强度1 1）除原波长）除原波长 外外,出现了移向长出现了移向长波方向的新的散射波长波方向的新的散射波长 。2 2）新波长）新波长 随散射角的增大而随散射角的增大而增大。增大。3 3、经典电磁场理论在解释康普顿效应时遇到的困难、经典电磁场理论在解释康普顿效应时遇到的困难无法解释波长改变和散射角的关系。无法解释波长改变和散射角的关系。根据经典电磁波理论，当电磁波通过物质时，物质中

18、带根据经典电磁波理论，当电磁波通过物质时，物质中带电粒子将作受迫振动，其频率等于入射光频率，所以散电粒子将作受迫振动，其频率等于入射光频率，所以散射光射光频率应等于入射光频率。频率应等于入射光频率。按经典电磁理论：如果入射按经典电磁理论：如果入射X X光是某种波长的电磁波，散射光是某种波长的电磁波，散射光的波长是不会改变的！光的波长是不会改变的！康普顿应用爱因斯坦康普顿应用爱因斯坦“光量子光量子”很很好的解释了这一效应，同时也效应证明好的解释了这一效应，同时也效应证明了光子存在动量。了光子存在动量。4.4.康普顿散射实验的意义康普顿散射实验的意义（1 1）有力地支持了爱因斯坦）有力地支持了爱因

19、斯坦“光量子光量子”假设；假设；（2 2）首次在实验上证实了）首次在实验上证实了“光子具有动量光子具有动量”的假设；的假设；（3 3）证实了在微观世界的单个碰撞事件中，动量和能量守）证实了在微观世界的单个碰撞事件中，动量和能量守恒定律仍然是成立的。恒定律仍然是成立的。康普顿于康普顿于19271927年获诺贝尔物理奖。年获诺贝尔物理奖。x x射线射线“光子光子”与电子发生了完全弹性碰撞，将其一与电子发生了完全弹性碰撞，将其一部分能量转移给了电子，散射光子能量减小，波长变长。部分能量转移给了电子，散射光子能量减小，波长变长。1925 192519261926年，吴有训用银的年，吴有训用银的X X射

20、线射线(0 0=5.62nm)=5.62nm)为入射线为入射线,以以1515种轻种轻重不同的元素为散射物质，重不同的元素为散射物质，吴有训对研究康普顿效应的贡献吴有训对研究康普顿效应的贡献19231923年年,参加了发现康普顿效应的研究工作参加了发现康普顿效应的研究工作.对证实康普顿效应作出了重要贡献。对证实康普顿效应作出了重要贡献。在同一散射角在同一散射角()测量各种波长的散射测量各种波长的散射光强度，作了大量光强度，作了大量 X X 射线散射实验。射线散射实验。（1897-19771897-1977）吴有训吴有训1 1用导线把验电器与锌板相连接，当用紫外线照射锌板时，用导线把验电器与锌板相

21、连接，当用紫外线照射锌板时，发生的现象是发生的现象是 （）A A、有电了从锌板飞出有电了从锌板飞出 B B、有光子从锌板飞出有光子从锌板飞出 、验电器内的金属箔带正电验电器内的金属箔带正电 D D、验电器内的金属箔带负电验电器内的金属箔带负电A A C C 例题例题 题型题型 对光电效应及相关概念的认识的考查对光电效应及相关概念的认识的考查2 2、用光照射金属表面，没有发射光电子，这可能是、用光照射金属表面，没有发射光电子，这可能是()()A A 入射光强度太小入射光强度太小 B B 照射的时间太短照射的时间太短C C 光的波长太短光的波长太短 D D 光的频率太低光的频率太低D D3.3.一

22、束黄光照射某金属表面时，不能产生光电效应，则一束黄光照射某金属表面时，不能产生光电效应，则下列措施中可能使该金属产生光电效应的是下列措施中可能使该金属产生光电效应的是 ()()A.A.延长光照时间延长光照时间 B.B.增大光束的强度增大光束的强度C.C.换用红光照射换用红光照射 D.D.换用紫光照射换用紫光照射D D5 5下表给出了一些金属材料的逸出功。下表给出了一些金属材料的逸出功。现现用用波波长长为为400nm400nm的的单单色色光光照照射射上上述述材材料料，能能产产生生光光电电效效应的材料最多有几种？（应的材料最多有几种？（）A A2 2种种 B B3 3种种 C C4 4种种 D D

23、5 5种种材料材料铯铯钙钙镁镁铍铍钛钛逸出功逸出功(10-19J)3.04.35.96.26.6解：照射光的能量为解：照射光的能量为当照射光的能量大于逸出功即能产生光电效应。当照射光的能量大于逸出功即能产生光电效应。A A 题型题型 对光电效应规律的认识的考查对光电效应规律的认识的考查6 6光电效应的四条规律中，波动说不能解释的有光电效应的四条规律中，波动说不能解释的有 ()A A入射光的频率必须大于被照金属的极限频率才能产生光入射光的频率必须大于被照金属的极限频率才能产生光电效应电效应B B光电子的最大初动能与入射光强度无关，只随入射光频光电子的最大初动能与入射光强度无关，只随入射光频率的增

24、大而增大率的增大而增大C C入射光照射到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的，入射光照射到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过一般不超过10109 9 s sD D当入射光频率大于极限频率时，光电流强度与入射光强当入射光频率大于极限频率时，光电流强度与入射光强度成正比度成正比 ABCABC7 7一束绿光照射某金属发生了光电效应，则下列选项中正一束绿光照射某金属发生了光电效应，则下列选项中正确的是确的是 ()A A若增加绿光的照射强度，则单位时间内逸出的光电子数若增加绿光的照射强度，则单位时间内逸出的光电子数目不变目不变B B若增加绿光的照射强度，则逸出的光电子将具有更大的若增加绿光的照

25、射强度，则逸出的光电子将具有更大的动能动能C C若改用紫光照射，则逸出的光电子将具有更大的动能若改用紫光照射，则逸出的光电子将具有更大的动能D D若改用紫光照射，则单位时间内逸出的光电子数目增加若改用紫光照射，则单位时间内逸出的光电子数目增加 C C解析：选解析：选C.C.在光电效应中，入射光的频率决定能否发生光电在光电效应中，入射光的频率决定能否发生光电效应，效应，在能产生光电效应时，入射光的强度影响单位时间内在能产生光电效应时，入射光的强度影响单位时间内逸出的光电子数目，入射光的频率影响逸出光电子的初动能逸出的光电子数目，入射光的频率影响逸出光电子的初动能的大小选项的大小选项C C正确正确

26、9 9下列对光子的认识，正确的是下列对光子的认识，正确的是 ()A A光子说中的光子就是牛顿在微粒说中所说的粒子光子说中的光子就是牛顿在微粒说中所说的粒子B B光子说中的光子就是光电效应中的光电子光子说中的光子就是光电效应中的光电子C C在空间传播中的光是不连续的，而是一份一份的，每一份在空间传播中的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光量子，简称光子叫做一个光量子，简称光子D D光子的能量跟光的频率成正比光子的能量跟光的频率成正比解析：根据光子说，在空间传播的光是不连续的，而是一份一解析：根据光子说，在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光量子，简称光子；而牛顿的份

27、的，每一份叫做一个光量子，简称光子；而牛顿的“微粒说微粒说”中的微粒指的是宏观世界的微小颗粒，光电效应中的光电子中的微粒指的是宏观世界的微小颗粒，光电效应中的光电子指的是金属内的电子吸收光子后克服原子核的库仑引力等束缚，指的是金属内的电子吸收光子后克服原子核的库仑引力等束缚，逸出金属表面，称为光电子，故逸出金属表面，称为光电子，故A A、B B选项错误而选项错误而C C选项正确由选项正确由E Ehh知，光子能量知，光子能量E E与其频率与其频率成正比，故成正比，故D D选项正确选项正确CD.CD.1010如图是某金属在光的照射下产生如图是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能的光电子的最大

28、初动能E Ek k与入射光频与入射光频率率的关系图象由图象可知的关系图象由图象可知()ABC题型题型 对爱因斯坦光子说的理解和应用的考查对爱因斯坦光子说的理解和应用的考查 （光子概念、光子能量、光子动量、光电效应方程）（光子概念、光子能量、光子动量、光电效应方程）1111、某金属用频率为、某金属用频率为v v2 2 的光照射时产生的光电子的最大的光照射时产生的光电子的最大初动能是用频率为初动能是用频率为v v1 1的光照射产生的光电子的最大初动的光照射产生的光电子的最大初动能的能的2 2倍，则这种金属的逸出功倍，则这种金属的逸出功W W 解：解：返回返回1212、已已知知某某金金属属表表面面接

29、接受受波波长长为为和和22的的单单色色光光照照射射时时,释释放放出出的的光光电电子子的的最最大大初初动动能能分分别别为为30eV30eV和和10eV,10eV,则则此此金金属属的的逸逸出出功功是是 eVeV；金金属属表表面面产产生光电效应的入射光的极限波长是生光电效应的入射光的极限波长是 .解：由光电效应方程解：由光电效应方程 由极限波长的定义由极限波长的定义13、用用光光子子能能量量为为4.5eV的的光光照照射射某某金金属属,从从该该金金属属表表面面逸逸出出的的电电子子最最大大初初动动能能为为2.0eV.这这种种金金属属的的电电子子逸逸出出功功为为_,能能使使这这种种金金属属产产生生光光电电

30、效效应应的的光光的的极极限限频频率率为为 _ .如如果果以以光光子子能能量量8.0eV的的光光照照射射该该金金属属,则则逸逸出的电子的最大初动能是出的电子的最大初动能是_.EK1=h1-W=8 eV-2.5 eV=5.5 eV2.5eV61014Hz5.5eV返返回回1414、已知每秒钟从太阳射到地球上垂直于太阳光的每平方米、已知每秒钟从太阳射到地球上垂直于太阳光的每平方米截面上的辐射能为截面上的辐射能为1.41.41010 3 3 J J，其中可见光约占，其中可见光约占45%45%。设可。设可见光的波长均为见光的波长均为0.55m0.55m，太阳向各个方向的辐射是均匀的，太阳向各个方向的辐射

31、是均匀的，太阳与地球间距离为太阳与地球间距离为1.51.51010 11 11 m m，则太阳每，则太阳每 秒辐射出的可秒辐射出的可见光的光子数大约为见光的光子数大约为 。（只要求二位有效。（只要求二位有效数字）数字）=4.9=4.91010 44 44 4.94.91010 44 44 1515、在在光光电电效效应应实实验验中中，当当用用光光子子能能量量E E3.1eV3.1eV的的单单色色光光照照射射阴阴极极K K时时，(如如图图)，产产生生少少量量电电流流.若若K K极极接接正正，A A极极接接负负，当当两两极极间间电电压压为为0.9V0.9V时时，光光电电流流恰恰好好截截止止.那那么么

32、当当A A极极接接正正，K K极极接接负负，电电压压仍仍为为0.9V0.9V的的时时光光电电子子到到达达A A极极的的最最大大动动能能E Ek2k2 eVeV，此金属的逸出功此金属的逸出功W W eV.eV.解：打出的光电子具有初动能，若解：打出的光电子具有初动能，若A A、K K间间加上反向电压时，电场力做负功，加上反向电压时，电场力做负功，当当E E K K=eU=eU反反光电流恰好截止光电流恰好截止.E E K1K1=0.9 eV=0.9 eV由由 E E K1K1=E-W=E-W 逸出功逸出功W=E-E W=E-E K1K1=2.2 eV 2.2 eV 若若A A、K K间加上正向电压

33、时，电场力做正功，光电子到达间加上正向电压时，电场力做正功，光电子到达A A极的最大极的最大动能为：动能为：1.81.82.22.21616、图图(a)(a)所所示示为为光光电电效效应应实实验验电电路路图图.在在某某一一定定强强度度，一一定定频频率率的的色色光光照照射射下下，调调节节电电位位器器可可得得到到不不同同电电压压与与电电流流曲曲线线如如图图(b)(b)所所示示.若若改改变变照照射射光光频频率率可可得得到到图图(c)(c)所所示示光光电电子子最最大大初初动动能能与与照照射射光光频频率率的的关关系系曲曲线线.当当用用波波长长为为5 51010-7-7m m的的光光照射时，已知截止电压照射

34、时，已知截止电压U Uc c 0.38V.0.38V.试求：试求：(1)(1)光电子的最大初动能；光电子的最大初动能；(2)(2)阴极材料的逸出功；阴极材料的逸出功；(3)(3)阴极材料的极限频率阴极材料的极限频率.(b)Ek00UIUC(c)解：入射光子的能量为解：入射光子的能量为(1)E(1)EK K=eU=eUc c=0.38eV=6.08=0.38eV=6.081010-20-20J J(2)W=hc/-E(2)W=hc/-EK K=2.49-0.38=2.11eV=2.49-0.38=2.11eV1717科学研究证明，光子有能量也有动量，当光子与电子碰撞科学研究证明，光子有能量也有动

35、量，当光子与电子碰撞时，光子的一些能量转移给了电子假设光子与电子碰撞前的时，光子的一些能量转移给了电子假设光子与电子碰撞前的波长为波长为，碰撞后的波长为，碰撞后的波长为，则碰撞过程中，则碰撞过程中 ()A A能量守恒，动量守恒，且能量守恒，动量守恒，且B B能量不守恒，动量不守恒，且能量不守恒，动量不守恒，且C C能量守恒，动量守恒，且能量守恒，动量守恒，且 C C解：能量守恒和动量守恒是自然界的普遍规律，适用于宏观解：能量守恒和动量守恒是自然界的普遍规律，适用于宏观世界也适用于微观世界光子与电子碰撞时遵循这两个守恒世界也适用于微观世界光子与电子碰撞时遵循这两个守恒定律光子与电子碰撞前光子的能量定律光子与电子碰撞前光子的能量E Eh h ，当光，当光子与电子碰撞时，光子的一些能量转移给了电子，光子的能子与电子碰撞时，光子的一些能量转移给了电子，光子的能量量E E hh ，由，由E E E E，可知，可知