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光电效应的综合问题2

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光电效应练习题
1、已知铯的截止频率（极限频率）为4.545⨯1014Hz ，钠为6.000⨯1014Hz ，银为
1.153⨯1015Hz ，铂为1.529⨯1015Hz ，当用波长为0.375μm的光照射它们时，可以发
生光电效应的是（普朗克常量= 6.63⨯10-34 J.s）（）A．铯 B．钠C．银 D．铂
2、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，如图所示，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
3、用某种色光照射到金属表面时，金属表面有光电子飞出，
如果光的强度减弱而频率不变，则（）
A．光的强度减弱到某一最低数值时，就没有光电子飞出
B．逸出的光电子的最大初动能减小
C．单位时间内飞出的光电子数目减少
D．单位时间内逸出的光电子数目和最大初动能都减小
4、用绿光照射一光电管，能产生光电效应，欲使光电子从阴极射出时的最大初动能增大，
应（）
A．改用红光照射 B．增大绿光的强度
C．增大光电管的加速电压 D．改用紫光照射
5、一细束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为互相分离的三束光，分别照射到相同的金属板a、b、c上，如图所示，已知金属板b有光电子放出，则可知（）
A．板a一定不放出光电子B．板a一定放出光电子
C．板c一定不放出光电子D．板c一定放出光电子
6、已知单色光1的光子能量大于单色光2的光子能量。

下列关
于这两种单色光的叙述中正确的是：（）
A．如果用单色光1照射某种金属表面，能够发出光电子；那么用单色光2照射这种金属表面，也一定能够发出光电子
B．如果用单色光2照射某种金属表面，能够发出光电子；那么用单色光1照射这种金属表面，也一定能够发出光电子
C．如果分别用单色光1和2照射同一双缝干涉实验装置得到干涉条纹，色光1的相邻条纹的距离小于色光2的相邻条纹的距离
D．如果分别用单色光1和2照射同一双缝干涉实验装置得到干涉条纹，色光1的相邻条纹的距离大于色光2的相邻条纹的距离
7、真空中有一平行板电容器，两极板分别由铂和钾(其极限波长分别为λ1和λ2)制成，板面积为S ,间距为d .现用波长为λ (λ1＜λ＜λ2）的单色光持续照射两板内表面，则电容器的最终带电量Q 正比于（ ）
A ．⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-11λλλλS d
B ．.⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-22λλλλS d
C ．⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-11λλλλd S
D ． ⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛-22λλλλd S 8、在图甲所示的装置中，K 为一金属板，A 为
金属电极，都密封在真空的玻璃管中，W 为由
石英片封盖的窗口，单色光可通过石英片射到金
属板K 上，E 为输出电压可调的直流电源，其
负极与电极A 相连，A 是电流表，实验发现，
当用某种频率的单色光照射K 时，K 会发出电
子（光电效应），这时，即使A 、K 之间的电压等于零，回路中也有电流．当A 的电势低于K 时，而且当A 比K 的电势低到某一值Uc 时，电流消失，U c 称为截止电压，当改变照射光的频率ν，截止电压Uc 也将随之改变，其关系如图乙所示，如果某次实验我们测出了画出这条图线所需的一系列数据，又知道了电子电量，则（ ）
A ．可得该金属的极限频率
B ．可求得该金属的逸出功
C ．.可求得普朗克常量
D ．.可求得电子的质量
9、如图3所示是测定光电效应产生的光电子比荷的实
验原理简图。

两块平行金属板相距为d ，放在真空容器
中，其中N 金属板受光线照射时发射出沿不同方向运动
的光电子，形成电流，从而引起电流表指针偏转。

若调
节R ，逐渐增大极板间电压，可以发现电流逐渐减小，
当电压表示数为U 时，电流恰好为零；切断开关，在
MN 间加上垂直于纸面的匀强磁场，逐渐增大磁感应强度，也能使电流为零。

当磁感应强度为B 时，电流恰好为零。

由此可算出光电子的比荷e/m 为多少？（用题中所给的物理量U 、B 、d 表示）
探究碰撞中的不变量
1．在“探究碰撞中的不变量”的实验中，为了顺利地完成实验，入射球质量为m1，被碰球质量为m2，二者关系应是( )
A．m1>m2B．m1=m2C．m1<m2D．以上三个关系都可以
2．某同学设计了一个用打点计时器探究碰撞过程中不变量的实验：在小车A的前端粘有橡皮泥，推动小车A使之做匀速运动．然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体，继续做匀速运动，他设计的具体装置如图所示．在小车A后连着纸带，电磁打点计时器电源频率为50Hz，长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力．
(1)若已得到打点纸带如图所示，并将测得的各计数点间距离标在图上，A点是运动起始的第一点，则应选段来计算A的碰前速度，应选段来计算A和B 碰后的共同速度(以上两格填“AB’’或“BC"或“CD"或"DE”)．
(2)已测得小车A的质量m1=0．40kg，小车B的质量m2=0．20kg，由以上测量结果可得：碰前m A v++m B v。

= kg·m／s；碰后m A v A，+m B v B，= kg·m／s．并比较碰撞前后两个小车质量与速度的乘积之和是否相等．
3．某同学用图甲所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来寻找碰撞中的不变量，图中PQ是斜槽，QR为水平槽，实验时先使A球从斜槽上某一固定位置C由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹，重复上述操作10次，得到10个落点痕迹，再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方，让A球仍从位置C由静止开始滚下，和B球碰撞后，A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹，重复这种操作10次，图中O是水平槽末端口在记录纸上的垂直投影点，P，为未放被碰小球B时A球的平均落点，M为与B球碰后A球的平均落点，N为被碰球B的平均落点．若B球落点痕迹如图乙所示，
其中米尺水平放置，且平行于OP，，米尺的零
点与O点对齐．(注意M A>M B)
(1)碰撞后B球的水平射程应为cm
(2)在以下选项中，哪些是本次实验必须进行
的测量?答：(填选项号)．
A．水平槽上未放B球时，测量A球落点
位置到O点的距离
B．A球与B球碰撞后，测量A球落点位置到O点的距离
C．测量A球或B球的直径
D．测量A球和B球的质量
E．测量G点相对于水平槽面的高度
4．水平光滑桌面上有A、B两个小车，质量分别是0．6k g和0．2kg．A车的车尾拉着纸带，A车以某一速度与静止的B车发生一维碰撞，碰后两车连在一起共同向前运动．碰撞前后打点计时器打下的纸带如图所示．根据这些数据，请猜想：把两小车加在一起计算，有一个什么物理量在碰撞前后是相等
的?
5．某同学利用打点计时器和气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的实验；气垫导轨装置如图(a)所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成。

在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔，向导轨空腔内不断通人压缩空气，压缩空气会从小孔中喷出，使滑块稳定地漂浮在导轨上，如图(b)所示，这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差。

(1)下面是实验的主要步骤：
①安装好气垫导轨，调节气垫导
轨的调节旋钮，使导轨水平；
②向气垫导轨通人压缩空气；
③把打点计时器固定在紧
靠气垫导轨左端弹射架的外
侧，将纸带穿过打点计时器越
过弹射架并固定在滑块1的左
端，调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向；
④滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；
⑤把滑块2放在气垫导轨的中间；
⑥先，然后，让滑块带动纸带一起运动；
⑦取下纸带，重复步骤④⑤⑥，选出较理想的纸带如下图所示：
⑧测得滑块1(包括撞针)的质量为310g，滑块2(包括橡皮泥)的质量为205g；试完善实验步骤⑥的内容。

(2)已知打点计时器每隔0．02 s打一个点，计算可知，两滑块相互作用前质量与速度的乘积之和为kg·m／s；两滑块相互作用以后质量与速度的乘积之和为kg·m ／s(保留三位有效数字)。

(3)试说明(2)问中两结果不完全相等的主要原因是。

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光电效应现象

光电效应现象


与事实矛盾
三.光电效应解释中的疑难
3.关于光电效应瞬时性的困难
光均匀照在金属表面 电子的能量逐渐增大
电子的能量要有个积累的过程 从光照到打出光电子需要一定的时间
与事实矛盾
四.爱因斯坦的光量子假设
1、光量子假设 2、光电效应方程
Ek h W0
爱因斯坦对光电效应的解释：

1.从光电效应方程中，当初动能为零时,可得极限 W0 频率 c
h

2. 光强大，光子数多，释放的光电子也多，所以 光电流也大。 3.从方程可以看出光电子初动能和照射光的频率 成线性关系 4.电子只要吸收一个光子就可以从金属表面逸出， 所以不需时间的累积。
五.光电效应理论的验证
密立根由于研究基本电荷和 爱因斯坦由于对光电效 光电效应，特别是通过著名 应的理论解释和对理论 的油滴实验，证明电荷有最 物理学的贡献获得1921 小单位。获得1923年诺贝尔 年诺贝尔物理学奖 。 物理学奖
二.光电效应的实验规律
阳极
A
W 石英窗 阴极 K
G
V
二.光电效应的实验规律
1、产生光电效应的条件 A.存在截止频率c （又叫极限频率）
对于每种金属材料，都相应的有一确定的截止 频率c 。 •当入射光频率 < c时，无论光强多大 也无电子逸出金属表面。 •当入射光频率 > c 时，电子才能逸出 金属表面；
二.光电效应的实验规律
2、光电流强度的决定 A、存在着饱和电流，电压增加， 饱和电流不增加 B:入射光越强，单位时间内发射的光电子 数越多,饱和电流越大
二.光电效应的实验规律
3、光电子的最大初动能
Ek max
1 2 mv m 2
光电效应、光子

光电效应、光子

第二十一章
量子论初步
一、光电效应 光子
请回忆
：
为什么丝绸摩擦过的玻璃棒
带正电？
一、光电效应 实验 问题1：现在用紫外线照射锌板，观察用紫外 线照射锌板时，看到了什么现象?为什么会出 现这种现象?
（看到验电器指针发生了偏转，说明锌板带电． 进一步研究表明，锌板带正电）
问题2：分析电流可能是哪种原因产生的?
二、光子说
1900年德国物理学家 普朗克提出：电磁波 的发射和吸收是不连 续的，而是一份一份 的，每一份电磁波能 量E=hv
其中h为普郎克恒量
（1）量子论：
h=6.63×10－34J· S
Max Planck 1858～1947
普朗克将物理学带进了量子世界。
（2）光子论：
1905年爱因斯坦提 出：空间传播的光 也是不连续的，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
规律4、当入射光的频率大于极限频率时，光电流
随入射光强度的增大而增大
说明：
① 光电流强度：
反映单位时间发射出的光电子数 的多少
② 入射光强度：
指的是单位时间内入射到金属 表面单位面积上的光的能量
波动说在光电效应上遇到了困难
波动说认为：光的能量即光的 强度是由光波的振幅决定的与 光的频率无关。所以波动说对 解释上述实验规律中的①②④ 条都遇到困难。
规律3、光电效应的发生几乎是瞬时的．
问题4：入射光强不影响光电子的最大初 动能，那么入射光强可以对什么发生影响 呢?
（把紫外线管靠近锌板，改变紫外线管与锌板的距离，检 流计指针偏转幅度相应地发生变化。这个现象说明入射光 强度增大时，光电流强度也增大．精确的实验表明，光电 流强度与入射光强度成正比关系，这是光电效应的第4条规 律．
光电效应练习题(含详解)

光电效应练习题(含详解)

光电效应练习题(含详解)题目1一束波长为400 nm的光照射到金属表面，下列说法中正确的是：A. 金属中的自由电子所受的引力将电子束反射回光源B. 电子从金属中逸出所需的能量与光束的频率无关C. 光电效应是指金属在光照射下产生的电磁波D. 光电效应的实验证明了光是由微粒组成的正确答案：B解析：根据光电效应的基本原理，光照射到金属表面时，能量传递给金属中的电子，使其逸出金属，形成光电流。

根据爱因斯坦的光电效应理论，逸出金属所需的最小能量与光的频率有关，而与光的强度无关。

因此，选项B是正确的。

题目2以下哪一项是光电效应的应用之一？A. 太阳能电池B. 望远镜C. 激光器D. X射线机正确答案：A解析：太阳能电池是利用光电效应将光能转化为电能的装置，因此是光电效应的一种应用。

选项B的望远镜和选项C的激光器并没有直接与光电效应相关，而选项D的X射线机是利用X射线的特性进行成像和诊断的，与光电效应不同。

题目3下列哪个物理学家对光电效应做出了重要贡献？A. 牛顿B. 爱因斯坦C. 麦克斯韦D. 狄布罗意正确答案：B解析：爱因斯坦是对光电效应做出了重要贡献的物理学家。

他提出了能量子概念，并根据实验观测结果提出了光电效应的理论解释，被称为光电效应的创立者。

选项A的牛顿是光的色散等问题的研究者，与光电效应不直接相关；选项C的麦克斯韦是电磁学方程的发现者，与光电效应不直接相关；选项D的狄布罗意是波粒二象性理论的提出者，对光电效应的研究没有直接的贡献。

题目4光电效应中，光子的能量与下列哪个物理量成正比？A. 光的波长B. 光的频率C. 光的强度D. 光的速度正确答案：B解析：根据光电效应的基本原理，光子的能量与光的频率成正比，与光的波长无关。

光的频率越大，光子的能量越大，逸出金属所需的能量也越大。

因此，选项B是正确的。

大学物理实验光电效应测普朗克常数课后问题解答

大学物理实验光电效应测普朗克常数课后问题解答

光电效应测普朗克常数1.简述爱因斯坦光电效应方程的物理意义E=hv-W一束光打到一块金属上，光的；频率是v ，我们知道 hv 是一个光子的能量，即这束光的最小的能量，金属中电子要摆脱原子核的束缚飞出金属表面就需要吸收能量，及吸收一个光子，但是如果光子的能量不足以让电子飞出金属表面，电子式飞不出来的，我们就没看到有光电子。

若是能量大于所需能量（即逸出功W），就可以发生光电效应（更确切的说是外光电效应，还有一个就是内光电效应，即吸收了光子发生跃迁，没有脱离金属），并且多余的能量转化为光电子的动能，即E2.举例说明光电效应的应用利用光电效应可以把光信号转变为电信号，动作迅速灵敏，因此利用光电效应制作的光电器件在工农业生产、科学技术和文化生活领域内得到了广泛的应用．光电管就是应用最普遍的一种光电器件．光电管的类型很多．图7-3甲是其中的一种．玻璃泡里的空气已经抽出，有的管里充有少量的惰性气体（如氩、氖、氦等）．管的内半壁涂有逸出功小的碱金属作为阴极K．管内另有一阳极A.使用时照图7-3乙那样把它连在电路里，当光照射到光电管的阴极K时，阴极发射电子，电路里就产生电流．光电管不能受强光照射，否则容易老化失效．光电管产生的电流很弱，应用时可以用放大器把它放大．光控继电器工业生产中的大部分光电控制设备都用光控继电器．图7-4是光控继电器的示意图．它由电源、光电管、放大器、电磁继电器几部分组成。

当光照射光电管时，光电管电路中便产生电流，经放大器放大后，使电磁铁M磁化，把衔铁N吸住；没有光照射光电管时，电路中没有电流，衔铁N在弹簧的作用下就自动离开M．如果把衔铁N跟控制机构相连，就可以达到自动控制的目的．光控继电器在工业上可以用于产品的自动计数、安全生产等方面．用于自动计数时，可以把产品放在传送带上，光源和光电管分别放在传送带的两侧，每当传送带上输送过去一个产品时，光线被挡住一次，光控继电器就放开衔铁一次，由衔铁控制的计数器的数字就加一．工人在冲床、钻床、锻压机械上劳动时，如有不慎，容易出事故．为保证安全，可以在这些机床上安装光控继电器．当工人不慎将手伸入危险部位时，由于遮住了光线，光控继电器就立即动作，使机床停下来，避免事故的发生．有声电影最早的电影是没有声音的．后来虽然有了声音，但那是靠留声机来配合影片播放的．声和影配合不好时，效果当然不好．我们现在能够看到声和影完全配合一致的有声电影，还是多亏了光电管．影片摄制完后，要进行录音．录音时通过专门的设备使声音的变化转变成光的变化，从而把声音的“像”摄制在影片的边缘上，形成宽窄变化的暗条纹，这就是影片边上的音道．放映电影时，利用光电管把“声音的照片”还原成声音．方法是：在电影放映机中用强度不变的极窄的光束照射音道，由于影片上各处的音道宽窄不同，所以在影片移动的过程中，通过音道的光的强度也就不断变化；变化的光射向光电管时，在电路中产生变化的电流，把电流放大后，通过喇叭就可以把声音放出来．3.何谓电子逸出功电子克服原子核的束缚,从材料表面逸出所需的最小能量,称为逸出功。