光电效应模型

一、识别题眼

光照金属、逸出功、极限频率、遏止电压、饱和光电流、 图、 图,进入光电效应模型。

第一动作:分清光强和频率。强度管电流,频率管能量。

二、核心方程

光电效应方程:

遏止电压测最大初动能:

极限频率:

三、图像判读

图像看哪里物理意义
图高度饱和光电流光强大小
图横截距遏止电压最大初动能、频率
图斜率直线斜率普朗克常量
横截距极限频率金属逸出功

口诀:高强光,左大频。

四、典型例题(带答案)

题目:同一种金属,入射光频率不变,只增大光强。饱和光电流和最大初动能如何变化?

答案:光强增大,单位时间入射光子数增多,饱和光电流增大;频率不变, 不变,所以最大初动能不变。

五、常见设问

1. 是否发生光电效应

判断条件:

若频率低于极限频率,光强再大也不能发生光电效应。

2. 遏止电压

遏止电压本质是用电场力做负功把最大初动能降为零:

频率越高,最大初动能越大,遏止电压越大。

3. 饱和光电流

饱和光电流反映单位时间逸出的光电子数。光强增大,若频率满足条件,饱和光电流增大。

六、典型例题补充(带答案)

例 1:极限频率

题目:金属逸出功为 ,求极限频率。

答案

例 2:遏止电压变化

题目:同一金属,入射光频率增大,遏止电压如何变化?

答案:由

知频率增大, 增大。

例 3:换金属

题目:入射光频率相同,换用逸出功更大的金属,最大初动能如何变化?

答案

逸出功更大,最大初动能减小;若 ,则不能发生光电效应。

七、教师讲法

光电效应模型最适合用一句话压住全章:

频率决定单个光子的能量,光强决定单位时间光子数。

只要这句话清楚,饱和光电流、最大初动能、遏止电压的变化都能顺下来。

八、训练小题组(带答案)

1. 光强变化

题目:同一金属、同一频率的入射光,光强增大。最大初动能和饱和光电流怎样变化?

答案:最大初动能不变,因为

频率未变。饱和光电流增大,因为单位时间逸出的光电子数增多。

2. 频率变化

题目:同一金属,入射光频率从 增大到 ,遏止电压变化量是多少?

答案

所以

3. 极限频率判断

题目:入射光频率低于金属极限频率,增大光强能否产生光电效应?

答案:不能。光电效应能否发生取决于单个光子能量是否足够,即 ,光强不能弥补频率不足。

九、易错点

  • 用光强判断最大初动能。
  • 忘记没有达到极限频率时,再强的光也不能发生光电效应。
  • 把遏止电压和加速电压混同。
  • 图斜率误认为逸出功。

十、关联入口