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延 长 中 学
贾增成
2005年11月
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光电效应
一. 光电效应现象
四. 爱因斯坦光电效应方程
五、光的波粒二象性
例题 例1、 例2、 例3、 例4、 例5、 例6
例7、 例8、 例9、 例10、 例11、
高考题选
95年 96年上海 97年上海7 92年 98年全国8
03年江苏2 04年广东6 00年天津 00年广东6
04年天津 04年广西6 04年北京18 04年浙江19
2005年天津卷17
一. 光电效应现象
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1. 每种金属都有发生光电效应的极限频率
,
只随入射光频率γ的增大而增大
4. 单位时间打出的光电子与入射光强度成正比
：在空间传播的光不是连续的，而是一份一份的, 每一份叫光子, 光子的能量跟频率成正比
E=hγ h=×10 – 34 ——普朗克恒量
四. 爱因斯坦光电效应方程
爱因斯坦光电效应方程的图象
Ek
α
ν
0
-W
ν0
爱因斯坦光电效应方程是能量守恒定律在
光电效应现象中的表现形式
逸出功和极限频率的关系
极限波长和极限频率的关系
由 v= λ f 得
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五、光的波粒二象性
光的干涉和衍射表明光确实是一种波，光电
效应和康普顿效应无可辩驳地证明了光是
一种粒子，因此说：光是一种波，同时光
也是一种粒子，光具有波粒二象性
• 单个光子表现为粒子性
• 大量光子的运动表现为波动性
• 波长较长、频率较低的光，波动性较显著
• 波长较短、频率较高的光，粒子性较显著
• 光是一种概率波
•一切微观粒子都有波粒二象性
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例在研究光电效应的实验中，＝ ，横轴上的截距表示该金属发生光电效应的 ，纵轴上的截距的绝对值表示该金属的 ，测绘得到的图线与此图的图线相比较 相同，
不同.
h
极限频率
逸出功
斜率
纵横截距
Ek
α
ν
0
光电效应的规律是：
任何一种金属都有一个________频率, 入射光的频率必须________这个频率, 才能产生光电效应;
(2) 光电子的最大初动能与 无关, 只随着 的增大而增大;
(3) 入射光照射到金属上时, 光电子的发射几乎是________, 一般不超过________;
(4) 产生光电效应时, 光电流的强度与 成正比.
极限
大于
入射光的强度
入射光频率
瞬时的
10-9秒
入射光的强度
例1
例2、在X射线管中，由阴极发射的电子被加速后打到阳极，会产生包括X光在内的各种能量的光子，其中光子能量的最大值等于电子的动能。×104V, 求伦琴射线管所发出的X射线的最短波长是多少?
解：电子被加速后具有的能量 EK=eU
电子撞击阳极发出X射线，当电子的动能全部变
为光子的能量hν时， X射线的波长最短
∴ EK= hν
∴ eU=hc／λ
λ= hc/ eU=×10 -11 m
例3、从太阳到达地球的光流强度，×103 W/m2 ，如果把太阳光看成是平均频率为5 ×1014 Hz的单色光，在垂直于太阳光的地球表面的 1 cm2 的面积上，每秒接收到的光子数有多少个？
解：每秒钟太阳光照到地球上1 cm2的能量为
E= ×103 ×1×10-4= J
每个光子的能量为
E 1=hγ= ×10-34 × 5 ×1014
= ×10 -19 J
∴n=E/ E 1 = / ×10 -19 = ×10 17个
例4、
有一小灯泡的规格为“6V、”，正常工作时大约有6%的电能转变为可见光，试估算每一秒钟释放出来的可见光的光子数。
解：
一秒钟消耗电能 W=Pt=UIt=
一秒钟转变成的可见光能
E=× =
每个光子的能量为 E1=hγ
E= n hγ
可见光的频率粗略取 γ =5×10 14Hz
n=E／hγ
=／(×10– 34 ×5×1014)
= 3×10 17
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