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江苏成考高起本物理--光电效应、规律及应用

来源:www.jiangsu-edu.com    时间:2022-08-16 18:51:06    作者:江苏成人高考

  【导读】江苏成人高考高起本考试中,理科综合-物理《光电效应》复习时,考生需要掌握光电效应概念、光电效应规律、爱因斯坦的光子理论对光电效应的解释和光电效应的应用等知识点。具体内容如下:

江苏成考高起本物理

  一、光电效应

  某些金属在光(包括不可见光)的照射下能够发射电子,这种现象叫做光电效应。发射出的电子称为光电子。

  二、光电效应的规律

  1.任何一种金属,都有一个极限频率,入射光的频率必须大于这个极限频率,才能产生光电效应,小于这个频率的光不能产生光电效应。能使金属产生光电效应的极限频率,就叫这种金属的截止频率,又称红限频率,以V。表示。

  2.光电子的最大初动能与人射光的强度无关,只随着人射光的频率的增大而增大。

  3.入射光照射到金属上时,光电子的发射几乎是瞬时的,一般不超过10¯⁹s。

  4.当入射光的频率大于红限频率时,光电流的强度与人射光的强度成正比。

  三、爱因斯坦的光子理论对光电效应的解释

  20世纪初爱因斯坦提出了光子说,认为在空间传播以及与物质相互作用的光,不是连续的波,而是一份一份的光子。光子的传播速度就是光速,光子的能量E跟它的频率v成正比,即

  E=hv

  其中比例系数h称为普朗克常量,在国际单位制中,h=6.63×10¯³⁴ J·s。

  根据光子说,光的强度是由光子的数目决定的,而光子的能量则是由它的频率决定的。光子轰击金属表面时,它的能量被金属原子中的电子所吸收,电子的能量就增大了,如果这时电子的能量能做足够大的功以克服金属内部原子对它的引力(这个功称为逸出功),它就可以立即从金属表面逸出而成为光电子,并且多余的能量就转化为光电子逸出时的初动能。因此,入射光的频率越高,逸出的光电子的初动能也就越大;此外,由于金属表面上的电子一次只能吸收一个光子,因此,人射光的频率必须高于某个极限频率,才有可能产生光电效应;而如果低于这个极限频率,则由于光子的能量过小,不论光的强度多大,照射时间多久,也都不能产生光电效应。这样,利用光子说,就能顺利地解释光电效应的全部实验规律。

  四、光电效应的应用

  利用光电效应可以制成光电管,它能非常迅速并且灵敏地把光信号转变为电信号;如果遮断光路,电流就立即消失。利用光电管的这种特点可以实现各种各样的自动控制,例如电路的导通与断开、自动门的启闭等,应用范围十分广泛。

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