高中物理 模块要点回眸 第9点 光电效应中的四对概念辨析素材 新人教版选修3-5（通用） 3页

第9点　光电效应中的四对概念辨析 ‎ ‎“光电效应”是光的粒子性的一个重要体现，在学习过程中，要分清一些易混淆的概念，如“光子”与“光电子”、“光子的能量”与“入射光的强度”等，这对理解光电效应的规律具有重要意义．‎ 一、“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；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．‎ 二、“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．‎ 三、“光电子的最大初动能”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初动能，其值为Ek＝hν－W0(式中W0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Ek′＜Ek.‎ 四、“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Im，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．‎ 对点例题 ‎　用同一束单色光，在同一条件下，先后照射锌片和银片，都能产生光电效应．在这两个过程中，对下列四个物理量来说，一定相同的是________，可能相同的是________，一定不相同的是________．‎ A．光子的能量 B．金属的逸出功 C．光电子的初动能 D．光电子的最大初动能 解题指导　光子的能量由光的频率决定，同一束单色光频率相同，因而光子能量相同；逸出功等于电子脱离原子核束缚需要做的最少的功，因此只由材料决定，锌片和银片的光电效应中，光电子的逸出功一定不相同；由hν＝mv＋W0，照射光子能量hν相同，逸出功W0不同，则光电子的最大初动能不同；由于光电子吸收光子后到达金属表面的路径不同，途中损失的能量也不同，因而脱离金属时的初动能分布在零到最大初动能之间．所以，在两个不同光电效应的光电子中，初动能是可能相等的．‎ 答案　A　C　BD ‎1．利用光子说对光电效应的解释，正确的是(　　)‎ A．金属表面的一个电子只能吸收一个光子 B．电子吸收光子后一定能从金属表面逸出，成为光电子 C．金属表面的一个电子吸收若干个光子，积累了足够的能量才能从金属表面逸出 D．无论光子能量大小如何，电子吸收光子并积累了能量后，总能逸出成为光电子 答案　A 解析　根据光电效应规律可知：金属中的一个电子只能吸收一个光子的能量，一个光子的能量也只能交给一个电子．电子吸收一个光子的能量后，动能立即增大，不需要积累能量的过程，不存在一个电子吸收若干个光子的现象，且只有当入射光的能量不低于该金属的逸出功时，才能发生光电效应，即入射光频率不低于金属的极限频率时才能发生光电效应．‎ ‎2．某金属的逸出功为2.3 eV，这意味着(　　)‎ A．这种金属内部的电子克服原子核引力做2.3 eV的功即可脱离表面 B．这种金属表层的电子克服原子核引力做2.3 eV的功即可脱离表面 C．要使这种金属有电子逸出，入射光子的能量可能小于2.3 eV D．这种金属受到光照时若有电子逸出，则电子离开金属表面时的动能至少等于2.3 eV 答案　B 解析　逸出功指原子的最外层电子脱离原子核克服引力做的功，选B.‎