张阿兵
高考(全国卷)命题分析
1.考查方式：高考对本部分内容考查形式比较固定，一般比较单一的考查某个知识点，且知识点相对比较单一，题型为选择题和填空题.
2.命题趋势：由于本部分内容涉及点较多，且已经改为必考内容，今后的命题将向着多个考点融合的方向发展，且以选择题的形式考查.
光电效应是指在光的作用下，从物体表面释放电子的现象。这种现象是1887年赫兹研究电磁波时发现的，1905年爱因斯坦提出“光量子”假设，并用光电方程成功的解释了这一实验结果。约十年后密立根用实验证实了爱因斯坦的光电子理论，并测定了普朗克常数。爱因斯坦与密立根都因光电效应方面的杰出贡献分别获得1921年和1923年的诺贝尔物理学奖。而今光电效应已经广泛地应用于各科技领域。如利用光电效应制成的光电管、光电池、光电倍增管等光电转换器件，把光学量转换成电学量来测量，已成为石油钻井、传真电报、自动控制等生产和科研中不可缺少的元件。 光电效应
1.定义：金属在光的照射下发射电子的现象称为光电效应，发射出来的电子称为光电子．
2．光电管：光电管是由密封在玻璃壳内的阴极和阳极组成．阴极表面涂有碱金属，容易在光的照射下发射电子． 3．光电流：阴极发出的光电子被阳极收集，在回路中会形成电流，称为光电流． 4．极限频率 对于每一种金属，只有当入射光的频率大于某一频率ν0时，才会产生光电流，ν0称为极限频率(也叫截止频率)． 5.光电效应规律
(1)每种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于等于这个极限频率才能产生光电效应. (2)光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而增大. (3)光电效应的发生几乎是瞬时的，一般不超过10－9
s.
(4)当入射光的频率大于极限频率时，饱和光电流的大小与入射光的强度成正比. 光子说对光电效应的解释 (1)由于光的能量是一份一份的，那么金属中的电子也只能一份一份地吸收光子的能量，而且这个传递能量的过程只能是一个光子对一个电子的行为．如果光的频率低于极限频率，则光子提供给电子的能
量不足以克服原子的束缚，就不能发生光电效应．
(2)当光的频率高于极限频率时，能量传递给电子以后，电子摆脱束缚要消耗一部分能量，剩余的能量以光电子的动能形式存在，这样光电子的最大初动能E k ＝12mv 2
max ＝hν－W 0，其中W 0为金属的逸出功，可见光的频率越高，电子的最大初动能越
大．而遏止电压U 0对应着光电子的最大初动能，即eU 0＝12mv 2
max .所以当W 0一定时，U 0只与入射光的频率ν有关，与光照强弱
无关．
(3)电子一次性吸收光子的全部能量，不需要积累能量的时间，所以光电效应的发生几乎是瞬时的．
(4)发生光电效应时，单位时间内逸出的光电子数与光强度成正比，光强度越大意味着单位时间内打在金属上的光子数越多，那么逸出的光电子数目也就越多，光电流也就越大． 两条对应关系
新词儿
(1)光照强度大→光子数目多→发射光电子多→光电流大； (2)光子频率高→光子能量大→光电子的最大初动能大. 6.光电效应的产生条件
入射光的频率大于等于金属的极限频率. 7. 三个关系式
(1)爱因斯坦光电效应方程：hν＝1
2
mv2＋W.
(2)最大初动能与遏止电压的关系：E k＝eU0.
(3)逸出功与极限频率的关系W＝hν0.（逸出功的大小由金属本身决定，与入射光无关.）
理解：光电效应方程揭示的是：光子照射金属时，金属表面的电子吸收光子能量（一个光子对一个电子）后，为了脱离原子核及周围电子的阻力，必须克服中金属中正电荷引力做功即W0。因为只有从金属表面脱离的电子克服引力做功最小，故W0应为所有逃逸出电子中克服引力做功的最小值。故而也说明，E km是所有逃逸出来电子中最大的初动能。肥胖是会呼吸的痛
以上分析知，从内部逃逸出电子W>W0.E k< E km
当ν=ν0（极限频率）时，恰好发生光电效应。此时E km=0.有hν＝W0=hν0
而最大初动能的计算由E km=eu0（u0反向截止电压）
8. 光电效应实验
可以用图所示的装置，研究光电效应中光电流与照射光的强弱、光的颜(频率)等物理量间的关系。
阴极K和阳极A是密封在真空玻璃管中的两个电极，阴极K在光照时能够发射光电子，电源加在K与A之间的电压大小可以调整，正负极也可以对调，当电源按图示极性连接时，阳极A吸收阴极K发出的电子，在电路中形成光电流。
加正向电压（电池+极接阳极A；电池-极接阴极K）。
两个目的：
观察是否发生光电效应。只要发生光电效应，即可通过灵敏电流计观察到。
测定观察饱和电流
加反向电压（电池+极接阴极K；电池-极接阳极A）。
目的：测定遏止电压u0，通过从而确定E km（E km=eu0）
9. 光电效应的图像问题。
图像名称图线形状由图线直接(间接)得到的物理量
最大初动能E k与入射光频率ν的关系图线
①极限频率：图线与ν轴交点的横坐标ν0
②逸出功：图线与E k轴交点的纵坐标的值的绝对值W ＝|－E|＝E
③普朗克常量：图线的斜率k＝h
颜相同、强度不同的光，光电流与电压的关系①遏止电压U0：图线与横轴的交点的横坐标
②饱和光电流I m：光电流的最大值
唱片骑师③最大初动能：E k＝eU0
颜不同时，光电流与电压的关系①遏止电压U01、U02
②饱和光电流
③最大初动能E k1＝eU01，E k2＝eU02
遏止电压U0与入射光频率ν的关系图线
c
W
hv
U
e e
=-
GYNOCLINICD妇科检查
①极限频率ν0：图线与横轴的交点的横坐标屈服应力
商业理论
②遏止电压U0：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(注：此时两极之间接反向电压)
10光电效应中的四对概念辨析
（1）．“光子”与“光电子”
光子是指光在空间传播时的每一份能量，光子不带电，是微观领域中的一种粒子，不是实物粒子，而是一种电磁波；而光电子是金属表面受到光照射时发射出来的电子，因此其本质就是电子，是实物粒子．
（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ε＝hν，其大小由光的频率决定；而入射光的强度是指单位时间内入射光中所包含光子的能量总和，入射光的强度可表示为I＝nhν，其中n为光子数．
（3）．“光电子的最大动能”与“光电子的初动能”
金属表面的电子，只需克服原子核的引力做功就能从金属表面逸出，那么这些光电子具有最大动能，其值为E km＝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，在逸出的过程中损失的能量会更多，所以此时光电子的初动能E k′＜E km.
（4）．“光电流”与“饱和光电流”
在一定频率与强度的光照射下，光电流与电压之间的关系为：开始时，光电流随电压U的增大而增大，当U比较大时，光电流达到饱和值I m，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，光电流也就不会再增加，即饱和光电流是在一定频率与强度的光照射下的最大光电流．因此在解光电效应的题目时，应注意明确是光电流还是饱和光电流．
光的波粒二象性和物质波
1.从数量上看：
个别光子的作用效果往往表现为粒子性；大量光子的作用效果往往表现为波动性.
2.从频率上看：
频率越低波动性越显著，越容易看到光的干涉和衍射现象；频率越高粒子性越显著，贯穿本领越强，越不容易看到光的干涉和衍射现象.
3.从传播与作用上看：
光在传播过程中往往表现出波动性；在与物质发生作用时往往表现出粒子性.
4.波动性与粒子性的统一：
由光子的能量E＝hν、光子的动量表达式p＝h
λ
也可以看出，光的波动性和粒子性并不矛盾：表示粒子性的能量和动量的计算式中都含有描述波动性的物理量——频率ν和波长λ.
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