光电效应知识点总结

光电效应的定义

　　在高于某特定频率的电磁波（该频率称为极限频率）照射下，某些物质内部的电子吸收能量后逸出而形成电流，即光生电。

　　光电效应实验的过程

　　1887年，德国物理学者海因里希·赫兹做实验观察到光电效应、电磁波的发射与接收。在赫兹的发射器里有一个火花间隙，可以借着制造火花来生成与发射电磁波。在接收器里有一个线圈与一个火花间隙，每当线圈侦测到电磁波，火花间隙就会出现火花。

　　光电效应实验的规律

　　通过大量的实验总结出光电效应具有如下实验规律：

　　1、每一种金属在产生光电效应时都存在一极限频率，即照射光的频率不能低于某一临界值。相应的波长被称做极限波长。当入射光的频率低于极限频率时，无论多强的光都无法使电子逸出。

　　2、光电效应中产生的光电子的速度与光的频率有关，而与光强无关。

　　3、光电效应的瞬时性。实验发现，即几乎在照到金属时立即产生光电流。

　　4、入射光的强度只影响光电流的强弱，即只影响在单位时间单位面积内逸出的光电子数目。在光颜色不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大，即一定颜色的光，入射光越强，一定时间内发射的电子数目越多。

　　以上就是光电效应实验的主要知识点。科学家们在研究光电效应的过程中，物理学者对光子的量子性质有了更加深入的了解，这对波粒二象性概念的提出有重大影响。

　一、光电效应和氢原子光谱

　　知识点一：光电效应现象

　　1.光电效应的实验规律

　　(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发生光电效应，低于这个极限频率则不能发生光电效应．

　　(2)光电子的最大初动能与入射光的强度无关，其随入射光频率的增大而增大．

　　(3)大于极限频率的光照射金属时，光电流强度(反映单位时间内发射出的光电子数的多少)与入射光强度成正比．

　　(4)金属受到光照，光电子的发射一般不超过92．光子说

　　爱因斯坦提出：空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，每一份称为一个光子，光子具有的能量与光的频率成正比，即：ε＝hν，其中h＝6.63×1034 J·s.

　　3．光电效应方程

　　(1)表达式：hν＝Ek＋W0或Ek(2)hν，这些能量的一部分用来克

　　服金属的逸出功W0，剩下的表现为逸出后电子的最大初动能Ekv2.

　　知识点二： α粒子散射实验与核式结构模型

　　1.卢瑟福的α粒子散射实验装置(如图13

　　－2－1所示)

　　2．实验现象

　　绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但少数α粒子发生了大角度偏转，极少数α粒子甚至被撞了回来．

　　3．原子的核式结构模型

　　在原子中心有一个很小的核，原子全部的正电荷和几乎全部质量都集中在核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转．

　　知识点三：氢原子光谱和玻尔理论 1.光谱

　　(1)(频率)和强度分布的记录，即光谱．

　　(2)光谱分类

　　有些光谱是一条条的亮线，这样的光谱叫做线状谱． 有的光谱是连在一起的光带，这样的光谱叫做连续谱． (3)氢原子光谱的实验规律．

　　巴耳末线系是氢原子光谱在可见光区的谱线，其波长公式R()(n＝3，4，5，？)，

　　λ2n－17

　　R是里德伯常量，R＝1.10×10 m，n为量子数．

　　2．玻尔理论

　　(1)电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量．

　　(2)跃迁：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两个定态的能量差决定，即hνh是普朗克常量，h＝6.63×1034 J·s)

　　(3)是不连续的，因此电子的可能轨道也是不连续的．

　　点拨：易错提醒

　　n？n－1？

　　(1)一群氢原子跃迁发出可能的光谱线数为N＝C2＝，一个氢原子跃迁发出可能n2的光谱线数最多为(n－1)．

　　(2)由能级图可知，由于电子的轨道半径不同，氢原子的能级不连续，这种现象叫能量量子化．

　　考点一：对光电效应的理解 1.光电效应的实质 光子照射到金属表面，某个电子吸收光子的能量使其动能变大，当电子的动能增大到足以克服原子核的引力时，便飞出金属表面成为光电子．

　　2．极限频率的实质

　　光子的能量和频率有关，而金属中电子克服原子核引力需要的能量是一定的，光子的能量必须大于金属的逸出功才能发生光电效应．这个能量的最小值等于这种金属对应的逸出功，所以每种金属都有一定的极限频率．

　　3.对光电效应瞬时性的理解 光照射到金属上时，电子吸收光子的能量不需要积累，吸收的能量立即转化为电子的能量，因此电子对光子的吸收十分迅速．

　　4.光电效应方程

　　电子吸收光子能量后从金属表面逸出，其中只有直接从金属表面飞出的光电子才具有最大初动能，根据能量守恒定律，Ek＝hν－W0.

　　5．用光电管研究光电效应

　　(1)常见电路

　　(2)两条线索

　　①通过频率分析：光子频率高→光子能量大→产生光电子的最大初动能大．

　　②通过光的强度分析：入射光强度大→光子数目多→产生的光电子多→光电流大． (3)常见概念辨析

　　2规律总结：

　　(1)光电子也是电子，光子的本质是光，注意两者的区别．

　　接发出的光电子初动能才最大．

　　考点二：氢原子能级和能级跃迁

　　1.氢原子的能级图

　　二、核反应和核能

　　知识点一：天然放射现象和衰变

　　1.天然放射现象 (1)天然放射现象．

　　元素自发地放出射线的现象，首先由贝可勒尔发现．天然放射现象的发现，说明原子核具有复杂的结构．

　　(2)放射性和放射性元素．

　　物质发射某种看不见的射线的性质叫放射性．具有放射性的元素叫放射性元素． (3)三种射线：放射性元素放射出的射线共有三种，分别是γ射线． (4)放射性同位素的应用与防护． ①放射性同位素：有天然放射性同位素和人工放射性同位素两类，放射性同位素的化学性质相同．

　　②应用：消除静电、工业探伤、作示踪原子等． ③防护：防止放射性对人体组织的伤害． 2．原子核的衰变

　　(1)原子核放出α粒子或β粒子，变成另一种原子核的变化称为原子核的衰变． (2)分类

　　A－44

　　α衰变：AZX→Z－2Y Aβ衰变：AZX→Z＋1Y(3)因素决定，跟原子所处的物理、化学状态无关．

知识要点：

1，什么是光电效应现像？是谁首先发现的？

2，光电效应的实验电路是怎样连接的？实验步骤是什么？四个实操规律是什么？

3，光的波动说和实验规律产生了怎样的矛盾？

4，，爱因斯坦的光子说内容及对光电效应实验规律的解释。最大初动能概念及爱因斯坦光电效应方程。

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