专题08 原子结构和波粒二象性-2021-2022学年高二物理下学期期末考点大串讲（人教版2019）（原卷版）

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专题 08 原子结构和波粒二象性

【思维导图】

【知识详解】

一、光电效应

1.光电效应方程

Ek=νℎ−W 0

的理解

（1）方程中的

是光电子的最大初动能，就某个光电子而言，其离开金属时剩余动能大小可以是

0∼Ek

范围内的任何数值。

（2）光电效应方程实质上是能量守恒方程。能量为

E=νℎ

的光子被电子吸收，电子把这些能量的一部分用

来克服金属表面对它的吸引，另一部分就是电子离开金属表面时的动能。如果克服吸引力做功最少为

，

则电子离开金属表面时动能最大为

，根据能量守恒定律可知：

Ek=νℎ− W 0

。

（3）光电效应方程包含了产生光电效应的条件。若发生光电效应，则光电子的最大初动能必须大于零，

即

Ek=νℎ− W 0>0

，亦即

νℎ>W0

，

ν>W0

ℎ=νc

，而

νc=W0

ℎ

恰好是光电效应的截止频率。

2.光电效应几种图像的对比

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

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

νc

② 逸出功：图线与

轴交点的纵坐标的绝对值

W0=¿− E∨¿E

③普朗克常量：图线的斜率

k=ℎ

颜色相同、强度不同的

光，光电流与电压的关系

① 遏止电压

：图线与横轴的交点

② 饱和电流：电流的最大值

③ 最大初动能：

Ek=e U c

颜色不同时，光电流与电

压的关系

① 遏止电压

Uc1

、

Uc2

② 饱和电流

③ 最大初动能

Ek1=e U c1

，

Ek2=e Uc2

遏止电压

与入射光频

率ν的关系图线

① 极限频率

νc

：图线与横轴的交点

② 遏止电压

：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）

3.光电效应规律中的两条线索、两个关系

（1）两条线索

（2）两个关系

光强→光子数目多→发射光电子多→光电流大；

光子频率高→光子能量大→产生光电子的最大初动能大。

【例 1】德国物理学家 P·勒纳德、英国物理学家 J·J·汤姆孙等相继进行了实验研究，发现照射到金属表面的

光能使金属中的电子从表面溢出，这个现象称为光电效应。现在用两种单色光 a和b照射同一种金属，光

电流与电压的关系如图乙所示，Is为饱和光电流，Uc为遏止电压的大小。下列说法正确的是（　　）

A．截止频率与入射光的频率有关

B．a光的频率小于 b光的频率

C．若仅增加 a光的光强，饱和光电流将增大

D．若仅增加 a光的光强，则遏止电压 Uc1将增加

【例 2】利用图甲所示的实验装置测量遏止电压 U与入射光频率的关系。若某次实验中得到如图乙所示

的U-图像。已知普朗克常量 h，则（　　）

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