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    1. 实验过程

  如图2-79,把一块擦得很亮的锌板连接在验电器上, (把锌板表面的氧化锌擦掉)用弧光灯照射锌板,验电器指针张开,表明锌板带电,可进一步用带电棒证明锌板带的是正电,从而说明了在弧光灯的照射下,锌板中的一些自由电子从表面飞出来,锌板缺少电子,于是带正电.

                 

  2. 相关知识

  (1) 光电效应:在光的照射下物体发射电子的现象,叫光电效应,光电效应中发射出来的电子叫做光电子,它与电子性质一样.

  (2) 发生光电效应的条件:各种金属都存在极限频率,不同金属的极限频率不同,对于任何一种金属,入射光的频率必须大于这一极限频率才能产生光电效应;低于极限频率的光,无论强度如何,照射时间多长,也不能产生光电效应,即:光电效应的产生与否由入射光的频率决定,与入射光的强弱无关. 这里“入射光的强度”指的是单位时间内入射到金属表面单位面积上的光子的总能量.

  (3) 光子说明光电效应的解释:一个光子的能量E=hυ,当光子照到金属
上,它的能量可以被金属中的某个电子吸收,如果能量够大,使电子能克服金属内正电荷对它的引力而离开金属面,就可形成光电子,这就解释了为什么存在极限频率.

  不同金属内正电荷对电子的束缚程度不同,所以电子逃逸出来所做的功也不一样. 如果光子交给电子的能量小于电子逃逸出来所需做功的最小值(逸出
功),则不能发生光电效应,说明不同金属存在着不同的极限频率.

  金属中的电子对光子的吸收十分迅速,这就是光电效应瞬时性的原因. 即使光子能量不足以使电子成为光电子,电子吸收的能量立即扩散,根本来不及积累.

    难点突破:

    1. 光电效应实验规律的研究

  如图2-80,是实验装置简图,其中S是抽成真空的容器,C是石英窗口,紫外光和可见光都可以通过它射到容器里的金属板K上. 在K的对面有另一金属板AKA组成一对电极. 把K跟电池的负极相连,A跟正极相连. 电路接好后,电流表示数为零,因为KA之间是断开的. 用一定强度的光照射K,它发射的光电子运动到A时,电流表的指针就发生偏转,指明电路中有电流产生,这电流是由光电子形成的,叫光电流.

                 

  逐渐增加KA间的正向电压(A板电势比K板电势高,形成电场,使光电子受电场力作用),电路里的光电流增大. 当光电流达到饱和值时,再增加电压,光电流也不增大了,这表明K板发射出来的光电子已全部被A吸去.

  当光电流达饱和值后,增加入射光的强度,光电流值就继续上升,在这种情况下表明:在单位时间里从极板K发射出的光电子数跟入射光的强度成正比.
  若逐渐减小KA间的正向电压,即使此电压为零时,电路里也有光电流,可见光电子从极板K飞出时具有初动能,没有正向电场的作用,也有相当数量的光电子到达A. 要完全阻止光电流,就要在KA间加一定的反向电压,设电子逸出时最大初动能为Ekm,则有:
            Ekm=Ue

  因此,从实验中测出光电流为零时的反向电压U的值,就可求出光电子的最大初动能Ekm. 实验表明:Ekm只与入射光的频率有关,与入射光强度无关.

  2. 爱因斯坦的光电效应方程

  Ekm=-W(h为普朗克常量,h=6.63×10-34 J·s)
  W=(ν为入射光的频率;ν极为金属的极限频率)
  注:只有直接从金属表面出来的光电子才具有最大初动能Ekm.

    例题2-29 如图2-81在演示光电效应的实验中,原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连,用弧光灯照射锌板时,验电器的指针就张开一个角度,这时(  )

     A. 锌板带正电,指针带负电
     B. 锌板带正电,指针带正电
     C. 锌板带负电,指针带正电
     D. 锌板带负电,指针带负电

                  


    例题2-30 当某种单色光照射到金属表面时,金属表面有光电子逸出,如果强度减弱,频率不变,则(  )

     A. 光的强度减弱到某一最低数值时,就没有光电子逸出
     B. 单位时间内逸出的光电子数减少
     C. 逸出光电子的最大初动能减少
     D. 单位时间内逸出的光电子数和光电子的最大初动能都要减少

                  

    例题2-31 在图2-82所示的光电管的实验中,发现用一定频率的A单色光照射光电管时,电流表指针会发生偏转,而用另一频率的B单色光照射时不发生光电效应,那么(  ) (2003年,上海)

     A. A光的频率大于B光的频率
     B. B光的频率大于A光的频率
     C. 用A光照射光电管时流过电流表G的电流方向是a流向b
     D. 用A光照射光电管时流过电流表G的电流方向是b流向a

                     


    例题2-32 如图2-83所示,当电键K断开时,用光子能量为2.5 eV的一束光照射阴极P,发现电流表读数不为零. 合上电键,调节滑动变阻器,发现当电压表读数小于0.60 V时,电流表读数仍不为零; 当电压表读数大于或等于0.60 V时,电流表读数为零. 由此可知阴极的材料的逸出功为(  )(2003年,天津)

     A. 1.9 eV    B. 0.6 eV    C. 2.5 eV    D. 3.1 eV

                   


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