一、光电效应的实验规律 光电效应 当波长较短的可见光或紫外光照射到某些金属表面上时,金属中的电子就会从

光电效应实验光电效应是一项非常重要的物理实验，既有理论意义，也有广泛的应用价值。

它是指当光照射到某些物质表面时，会产生电子的发射现象。

本文将介绍光电效应实验的原理、装置和实验过程。

一、实验原理光电效应实验的原理基于爱因斯坦的光电效应理论。

根据这个理论，当光子与物质发生相互作用时，能量会被传递给物质的电子。

如果光子的能量大于物质中电子的束缚能，则电子会被光子完全吸收，并从物质中脱离出来。

这就是光电效应的基本过程。

二、实验装置进行光电效应实验需要以下装置：1. 光源：可以使用一台可调光强的光源，如白炽灯或激光器。

实验中采用不同波长和强度的光源可以验证光电效应的特性和规律。

2. 光电管：它是实验的关键器件。

光电管由阴极、阳极和光敏表面组成。

阴极通常由碱金属或碱土金属构成，阳极则连接在电路上。

光敏表面覆盖了特殊的材料，如铯或钾。

3. 电路和电流计：正确连接光电管和电流计的电路，以测量光电管中的电流。

三、实验过程在进行光电效应实验之前，需要进行以下步骤：步骤一：连接电路将光电管的阴极和阳极分别连接到适当的输入和输出端口。

通过适当的电缆，将电流计接入电路中。

确保连接正确无误，以避免误差。

步骤二：调整光源选择一定强度和波长的光源，并将其位置调整到与光电管的光敏表面平行。

根据实验要求，可以逐步调整光源的强度，观察光电流的变化。

步骤三：记录数据通过电流计，记录不同光源强度下的光电流值。

可以调整光源的距离和角度，观察光电流的变化趋势。

步骤四：分析结果根据实验数据，绘制光电流随光源强度变化的曲线。

通过分析曲线的形状和趋势，可以得出光电效应的一些特性和规律。

四、实验结果分析实验结果通常呈现出以下几个特点：1. 光电流与光源强度成正比：当光源强度不断增加时，光电流也会相应增加。

这表明光电效应是一种与光源强度直接相关的现象。

2. 光电流与光源波长有关：不同波长的光源对光电流的影响不同。

实验中可以观察到当波长较短的光源照射时，光电流会更强。

三、实验原理1.光电效应当一定频率的光照射到某些金属表面上时，可以使电子从金属表面逸出，这种现象称为光电效应。

所产生的电子，称为光电子。

光电效应是光的经典电磁理论所不能解释的。

当金属中的电子吸收一个频率为v的光子时，便获得这光子的全部能量hv，如果这能量大于电子摆脱金属表面的约束所需要的脱出功W，电子就会从金属中逸出。

按照能量守恒原理有：（1）上式称为爱因斯坦方程，其中m和m是光电子的质量和最大速度，是光电子逸出表面后所具有的最大动能。

它说明光子能量hv小于W时，电子不能逸出金属表面，因而没有光电效应产生；产生光电效应的入射光最低频率v0=W/h，称为光电效应的极限频率（又称红限）。

不同的金属材料有不同的脱出功，因而υ0也是不同的。

由（1）式可见，入射到金属表面的光频率越高，逸出的电子动能必然也越大，所以即使阴极不加电压也会有光电子落入阳极而形成光电流，甚至阳极电位比阴极电位低时也会有光电子落到阳极，直至阳极电位低于某一数值时，所有光电子都不能到达阳极，光电流才为零。

这个相对于阴极为负值的阳极电位被称为光电效应的截止电压。

显然，有（2）代入（1）式，即有（3）由上式可知，若光电子能量，则不能产生光电子。

产生光电效应的最低频率是，通常称为光电效应的截止频率。

不同材料有不同的逸出功，因而也不同。

由于光的强弱决定于光量子的数量，所以光电流与入射光的强度成正比。

又因为一个电子只能吸收一个光子的能量，所以光电子获得的能量与光强无关，只与光子ν的频率成正比，，将（3）式改写为（4）上式表明，截止电压是入射光频率ν的线性函数，如图2，当入射光的频率时，截止电压，没有光电子逸出。

图中的直线的斜率是一个正的常数：（5）由此可见，只要用实验方法作出不同频率下的曲线，并求出此曲线的斜率，就可以通过式（5）求出普朗克常数h。

其中是电子的电量。

图2 U0-v 直线2.光电效应的伏安特性曲线图3是利用光电管进行光电效应实验的原理图。

实验4.3光电效应和普朗克常数的测量1887年德国物理学家H.R.赫兹发现电火花间隙受到紫外线照射时会产生更强的电火花。

赫兹的论文《紫外光对放电的影响》发表在1887 年《物理学年鉴》上。

论文详细描述了他的发现。

赫兹的论文发表后，立即引起了广泛的反响，许多物理学家纷纷对此现象进行了研究，用紫外光或波长更短的X 光照射一些金属，都观察到金属表面有电子逸出的现象，称之为光电效应。

对光电效应现象的研究，使人们进一步认识到光的波粒二象性的本质，促进了光量子理论的建立和近代物理学的发展，现在光电效应以及根据光电效应制成的各种光电器件已被广泛地应用于工农业生产、科研和国防等各领域。

【实验目的】① 通过实验加深对光的量子性的认识；② 验证爱因斯坦方程，并测量普朗克常数以及阴极材料的“红限”频率。

【实验原理】一、光电效应及其实验规律当一定频率的光照射到某些金属表面上时，可以使电子从金属表面逸出，这种现象称为光电效应，所产生的电子称为光电子。

研究光电效应的实验装置如图4.3.1所示，入射光照射到阴极K 时，由光电效应产生的光电子以某一初动能飞出，光电子受电场力的作用向阳极A 迁移而构成光电流。

一定频率的光照射阴极K 所得到的光电流I 和两极间的电压U 的实验曲线如图4.3.2所示。

随着光电管两端电压的增大,光电流趋于一个饱和值m I ，当U ≤S U 时，光电流为零，S U 称为反向遏止电压。

总结所有的实验结果，光电效应的实验规律可归纳为：（1） 对于一种阴极材料，当照射光的频率确定时，饱和光电流m I 的大小与入射光的强度成正比。

图4.3.1光电效应实验装置示意图 0US U图4.3.2 U ——I 特性曲线（2） 反向遏止电压S U 的物理含义是：当在光电管两端所加的反向电压为S U 时，则逸出金属电极K 后具有最大动能的电子也不能到达阳极A ，此时2m ax 21mV eU S =（4.3.1） 实验得出光电子的初动能与入射光的强度无关，而只与入射光的频率有关。

“光电效应”的规律及几个相关概念分析重庆市潼南塘坝中学 张大洪 402678从物理教材上的演示实验（图1示）可发现，当用波长较短的可见光或紫外光照射到某些金属表面上时,金属中的电子就会从光束中吸取能量并从金属表面逸出到空中去，我们将此现象称作“光电效应”现象。

“光电效应”现象从事实上揭示了光的粒子本性，爱因斯坦在此基础上提出了“光子说”；但本节中将涉及到以下几组相关概念的理解与分析却成了学习的难点，为此本文将对几组相关概念作出细致的研析以期对广大学生的学习起到事半功倍的作用。

“光电效应”定义：在光(包括不可见光)的照射下，从物体发射出电子的现象叫做光电效应。

金属板释放的电子称为光电子,光电子在电场作用下在回路中形成的电流称光电流。

“光电效应”的规律：①各种金属都存在极限频率()00γλ或极限波长，只有入射光的频率()00γγλλ≥≤或入射光波长 才能发生光电效应；②瞬时性：光电效应的产生几乎是瞬时的（光电子的产生不超过910s －）；③光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入光的频率增大而增大；④当入射光的频率大于极限频率时，光电流的强度与入光的强度成正比。

从上可以发现有以下几组相关概念：1. “光子”与“光电子”：光子是指在空间传播的光束能量的最小单位，它是一份能量(即能量是不连续的)，光子不带电，是微观领域中一种只含有能量的粒子，且光子的运动质量为22h m c c φεν==、动量为h h p m c c φνλ===，光子的静止质量为0；而光电子是金属表面受到光照时发射出来的电子，因此其本质就是电子（带电191.610q C -=-⨯，静止质量319.110m kg -=⨯）．图12．“光子的能量”与“入射光的强度”：光子的能量是一份一份的，频率为γ的光子的能量为hch εγλ==，故光子的能量只由其频率（或波长）大小决定；而入射光的强度P 将由“光的能流密度I ——单位时间内通过单位面积的某一频率的光子数N ”决定，且I Nh γ=⋅，那么入射光的强度P I s N h s γ=⋅=⋅⋅（式中s 为被光束照射的金属表面的面积——即某一给定面积，且N s ⋅为单位时间内到达金属表面——“即单位时间内通过给定面积”的光子数），故入射光的强度必由单位时间到达金属表面——“即单位时间内通过给定面积”的某一频率的光子数目决定；根据爱因斯坦光子理论当金属中一个自由电子从入射光中吸收一个光子后,就获得能量hch εγλ==,如果hch εγλ== 大于电子从金属表面逸出时所需的逸出功W ,这个电子就从金属中逸出。

光电效应的四个实验规律光电效应的四个实验规律可有趣啦！一、存在截止频率当照射光的频率低于某个特定的值时，不管光的强度有多大，都不会有光电子逸出。

就好像是一个门槛一样，频率达不到，光电效应就不会发生。

这就好比我们去参加一个高端派对，要是没有达到人家要求的最低身份标准，再怎么打扮得花枝招展、带着再多的礼物（类比光强很大），保安也不会让我们进去的。

只有频率达到或者超过这个截止频率，才有产生光电效应的可能。

二、光电子的最大初动能与入射光频率有关入射光的频率越高，光电子的最大初动能就越大。

这就像是我们参加一场跑步比赛，发令枪响的声音越大（类比频率越高），那运动员（光电子）起跑时的冲劲就越大。

而光的强度呢，只影响光电流的大小，并不影响光电子的最大初动能。

这就像在比赛现场，观众的欢呼声大小（类比光强）并不会影响运动员起跑时自身的冲劲，只会影响起跑那一刻的热闹程度（类比光电流大小）。

三、光电效应具有瞬时性只要光的频率高于截止频率，那么光一照射到金属表面，几乎是瞬间就会有光电子逸出。

这速度快得就像闪电一样。

你想啊，就好像是一个特别灵敏的开关，只要达到了触发的条件（频率达标），马上就有反应。

不像有些事情还得拖拖拉拉的，光电效应在这方面可干脆利落了。

四、光电流与入射光强度成正比在频率不变的情况下，入射光的强度越大，光电流就越大。

这就像是水龙头放水，如果水龙头的出水速度（类比光的频率）不变，那我们把水龙头开得越大（类比光强越大），单位时间内流出来的水（类比光电流）就越多。

这个规律也是光电效应很重要的一个特性呢。

光电效应的这四个实验规律就像是四个小伙伴，各自有着独特的性格特点，但组合在一起就完整地诠释了光电效应这个奇妙的现象。

佛山科学技术学院实 验 报 告课程名称 实验项目 专业班级 姓名 学 号 指导教师 成绩 日 期 年 月 日 一、实验目的1．了解光电效应的规律，加深对光的量子性的理解； 2．测量光电管的伏安特性曲线；3．学习验证爱因斯坦光电效应方程的实验方法，测量普朗克常数。

二、实验仪器光电效应（普朗克常数）实验仪（详见本实验附录A ），数据记录仪。

三、实验原理1．光电效应及其基本实验规律当一定频率的光照射到某些金属表面时，会有电子从金属表面即刻逸出，这种现象称为光电效应。

从金属表面逸出的电子叫光电子，由光子形成的电流叫光电流，使电子逸出某种金属表面所需的功称为该金属的逸出功。

研究光电效应的实验装置示意图如图1所示。

GD 为光电管，它是一个抽成真空的玻璃管，管内有两个金属电极，K 为光电管阴极，A 为光电管阳极；G 为微电流计；V 为电压表；R 为滑线变阻器。

单色光通过石英窗口照射到阴极上时，有光电子从阴极K逸出，阴极释放出的光电子在电场的加速作用下向阳极A 迁移形成光电流，由微电流计G 可以检测光电流的大小。

调节R 可使A 、K 之间获得连续变化的电压AK U ，改变AK U ，测量出光电流I 的大小，即可测出光电管的伏安特性曲线，如图2(a)、(b)所示。

图2 光电效应的基本实验规律光电效应的基本实验规律如下：（1）对应于某一频率，光电效应的AK -I U 关系如图2(a)所示。

从图中可见，对一定的频率，有一电压0U ，当AK 0U U ≤时，光电流为零，这个相对于阴极的负值的阳极电压0U ，称为截止电压。

（2）当AK 0U U ≥后，I 迅速增加，然后趋于饱和，饱和光电流M I 的大小与入射光的强度P 成正比，如图2(b)所示。

（3）对于不同频率的光，其截止电压的值不同，如图2(a)所示。

（4）截止电压0U 与频率v 的关系如图2(c)所示。

0U 与ν成正比。

当入射光频率低于某极限值0v （随不同金属而异）时，无论光的强度如何，照射时间多长，都没有光电流产生。

光电效应实验报告⼀、引⾔当光束照射到⾦属表⾯时，会有电⼦从⾦属表⾯逸出，这种现象被称之为“光电效应”。

对于光电效应的研究，使⼈们进⼀步认识到光的波粒⼆象性的本质，促进了光的量⼦理论的建⽴和近代物理学的发展。

现在观点效应以及基于其理论所制成的各种光学器件已经⼴泛⽤于我们的⽣产⽣活、科研、国防军事等领域。

所以在本实验中，我们利⽤光电效应测试仪对爱因斯坦的⽅程进⾏验证，并且测出普朗克常量，了解并⽤实验证实光电效应的各种实验规律，加深对光的粒⼦性的认识。

⼆、实验原理1. 光电效应就是在光的照射下，某些物质内部的电⼦背光激发出来形成电流的现象；量⼦性则是源于电磁波的发射和吸收不连续⽽是⼀份⼀份地进⾏，每⼀份能量称之为⼀个能量⼦，等于普朗克常数乘以辐射电磁波的频率，即E=h*f （f表⽰光⼦的频率）。

2. 本实验的实验原理图如右图所⽰，⽤光强度为P 的单⾊光照射光电管阴极K,阴极释放出的电⼦在电源产⽣的电场的作⽤下加速向A 移动，在回路中形成光电流，光电效应有以下实验规律；1) 在光强P ⼀定时，随着U 的增⼤，光电流逐渐增⼤到饱和，饱和电流与⼊射光强成正⽐。

2) 在光电管两端加反向电压是，光电流变⼩，在理想状态下，光电流减⼩到零时说明电⼦⽆法打到A,此时eUo=1/2mv^2。

3) 改变⼊射光频率f 时，截⽌电压Uo 也随之改变，Uo 与f 成线性关系，并且存在⼀个截⽌频率fo,只有当f>fo 时,光电效应才可能发⽣，对应波长称之为截⽌波长（红限），截⽌频率还与fo 有关。

4) 爱因斯坦的光电效应⽅程：hf=1/2m(Vm)^2+W,其中W 为电⼦脱离⾦属所需要的功，即逸出功，与2)中⽅程联⽴得：Uo=hf/e – W/e 。

光电效应原理图3.光阑：光具组件中光学元件的边缘、框架或特别设置的带孔屏障称为光阑，光学系统中能够限制成像⼤⼩或成像空间范围的元件。

简单地说光阑就是控制光束通过多少的设备。

主要⽤于调节通过的光束的强弱和照明范围。

简述光电效应实验规律普朗克的量子论认为，电磁场和光具有同样的量子性质，光子也就是一个能量子。

他还提出光子的能量只能为量子化的最小单位——普朗克能量，它不是连续的值，而是某种有限的数值，这就是光子的能量子化。

一个光子能量为e＝hν。

它具有一定的能量，但并非无穷大，不可能无限地增加。

它的能量来自于它的频率，而且随频率变化而变化。

在光电效应实验中，当光照射到金属表面时，光子被吸收，而不是将能量传递给金属原子。

因此，光电效应的本质是电子从金属表面逸出。

一般把光照射到半导体或金属上发生的光电效应叫做光电子发射，简称光电效应。

在通常情况下，发生光电效应的必要条件是：光照必须从光密介质进入光疏介质。

因此，在金属与绝缘体的交界处就会发生光电效应。

例如，半导体二氧化硅，光照射到其表面上后，可以使光电子逸出表面，即表面发光现象，此时，若入射光的频率较低，表面发光的颜色为红外光，若入射光的频率较高，表面发光的颜色为紫外光，还可以使分解出的原子逸出表面，产生光电子，此时表面发出的光为紫外光。

所以在一般情况下，光电效应只能在光密介质内发生。

通过电流时，电路中产生光生电流，发生光电效应，光强是由光的频率决定的。

表达式为e＝hν，其中E表示光的能量， h表示光的频率，ν表示光的波长，对于某一频率的光而言，波长与频率的关系是f=kT（λ＝λ0c/λf）。

在黑暗中不能用光电管直接测量光的频率，但却能测量光的强度，这是因为一切物体都具有吸收和发射两种特性，黑暗物体总是尽力吸收光能量，把其他形式的能量也转化为热能而散失掉。

光电管的灵敏部分是由一块反射镜和一块透镜组成，当入射光经反射镜反射后，其光轴恰好平行于透镜光轴，然后通过透镜汇聚在光电管的光电阴极上。

有些人将电子称为电子“荷”，以区别于核外电子，然而电子就是电子，没有区别。

但电子的存在对光具有重要意义，电子参与导电，还具有传递信息的功能。

而一切物体都是由原子组成的，一切原子都是由原子核和电子组成的，原子的主要作用就是放射电磁辐射，例如α粒子、β粒子等。

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10－9_s. 2．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 ＝6.63×10－34 J·s.3．光电效应方程(1)表达式：hν＝E k ＋W 0或E k ＝hν－W 0.(2)物理意义：金属中的电子吸收一个光子获得的能量是hν，这些能量的一部分用来克服金属的逸出功W 0，剩下的表现为逸出后电子的最大初动能E k ＝12m v 2.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．如图13－2－2所示．α粒子散射实验的分析图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)光谱：用光栅或棱镜可以把光按波长展开，获得光的波长(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1λ＝R (122－1n2)(n ＝3,4,5，…)，R 是里德伯常量，R ＝1.10×107 m －1，n 为量子数．2．玻尔理论(1)定态：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些能量状态中原子是稳定的，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hν＝E m －E n .(h 是普朗克常量，h ＝6.63×10－34 J·s)(3)轨道：原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应．原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道也是不连续的．点拨：易错提醒(1)一群氢原子跃迁发出可能的光谱线数为N ＝C 2n ＝n (n －1)2，一个氢原子跃迁发出可能的光谱线数最多为(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.图13－2－4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，E k ＝hν－W 0.如图13－2－4所示．5．用光电管研究光电效应(1)常见电路(如图13－2－5所示)图13－2－5(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⎩⎪⎨⎪⎧照射光⎩⎪⎨⎪⎧ 强度——决定着每秒钟光源发射的光子数频率——决定着每个光子的能量ε＝hν光电子⎩⎪⎨⎪⎧每秒钟逸出的光电子数——决定着光电流的强度光电子逸出后的最大初动能(12m v 2m)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．(2)在发生光电效应的过程中，并非所有光电子都具有最大初动能，只有从金属表面直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.氢原子的能级图能级图如图13－2－6所示．图13－2－6相关量 意义 能级图中的横线 表示氢原子可能的能量状态——定态 横线左端的数字“1,2,3…” 表示量子数横线右端的数字 “－13.6，－3.4…” 表示氢原子的能量相邻横线间的距离表示相邻的能量差，量子数越大相邻的能量差越小，距离越小带箭头的竖线表示原子由较高能级向较低能级跃迁，原子跃迁的条件为hν＝E m －E n(1)一群氢原子跃迁发出可能的光谱线条数为N ＝C 2n ＝n (n －1)2. (2)一个氢原子跃迁发出可能的光谱线条数最多为(n －1)．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α射线、β射线、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α衰变：A Z X→A－4Y＋42HeZ－2β衰变：A Z X→A Z＋1Y＋0－1e(3)半衰期：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间．半衰期由原子核内部的因素决定，跟原子所处的物理、化学状态无关．点拨：易错提醒(1)半衰期是大量原子核衰变时的统计规律，对个别或少数原子核，无半衰期可言.(2)原子核衰变时质量数守恒，核反应过程前、后质量发生变化(质量亏损)而释放出核能.知识点二：核反应和核能1.核反应在核物理学中，原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程．在核反应中，质量数守恒，电荷数守恒．2．核力核子间的作用力．核力是短程力，作用范围在1.5×10－15 m之内，只在相邻的核子间发生作用．3．核能核子结合为原子核时释放的能量或原子核分解为核子时吸收的能量，叫做原子核的结合能，亦称核能．4．质能方程、质量亏损爱因斯坦质能方程E＝mc2，原子核的质量必然比组成它的核子的质量和要小Δm，这就是质量亏损．由质量亏损可求出释放的核能ΔE＝Δmc2.【考点解析：重点突破】考点一：衰变和半衰期2.对半衰期的理解(1)根据半衰期的概念，可总结出公式N 余＝N 原(12)t /τ，m 余＝m 原(12)t /τ式中N 原、m 原表示衰变前的放射性元素的原子核数和质量，N 余、m 余表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子核数和质量，t 表示衰变时间，τ表示半衰期．(2)影响因素：放射性元素衰变的快慢是由原子核内部因素决定的，跟原子所处的物理状态(如温度、压强)或化学状态(如单质、化合物)无关． 考点二：核反应方程的书写规律总结(1)核反应过程一般都是不可逆的，所以核反应方程只能用单向箭头表示反应方向，不能用等号连接．(2)核反应的生成物一定要以实验为基础，不能凭空只依据两个守恒规律杜撰出生成物来写核反应方程．(3)核反应遵循质量数守恒而不是质量守恒；遵循电荷数守恒．考点三：核能的产生和计算1.获得核能的途径(1)重核裂变：重核俘获一个中子后分裂成为两个中等质量的核的反应过程．重核裂变的同时放出几个中子，并释放出大量核能．为了使铀235裂变时发生链式反应，铀块的体积应大于它的临界体积．(2)轻核聚变：某些轻核结合成质量较大的核的反应过程，同时释放出大量的核能，要想使氘核和氚核合成氦核，必须达到几百万度以上的高温，因此聚变反应又叫热核反应．2．核能的计算方法(1)应用ΔE＝Δmc2：先计算质量亏损Δm，注意Δm的单位1 u＝1.66×10－27 kg,1 u相当于931.5 MeV的能量，u是原子质量单位．(2)核反应遵守动量守恒和能量守恒定律，因此我们可以结合动量守恒和能量守恒定律来计算核能．规律总结根据ΔE＝Δmc2计算核能时，若Δm以千克为单位，“c”代入3×108_m/s，ΔE的单位为“J”；若Δm以“u”为单位，则由1u c2＝931.5_MeV得ΔE＝Δm×931.5_MeV.。

高中物理光电效应知识点总结高中物理光电效应知识点（一）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.如图13-2-2所示.α粒子散射实验的分析图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，?)，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n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..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.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.如图13-2-4所示.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? ?每秒钟逸出的光电子数——决定着光电???流的强度光电子???光电子逸出后的最大初动能?1mv???强度——决定着每秒钟光源发射的光子数照射光??频率——决定着每个光子的能量ε=hν? 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n?n-1?(1)一群氢原子跃迁发出可能的光谱线条数为N=C2=. n(2)一个氢原子跃迁发出可能的光谱线条数最多为(n-1).高中物理光电效应知识点（二）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.点拨：易错提醒?1?半衰期是大量原子核衰变时的统计规律，对个别或少数原子核，无半衰期可言.?2?原子核衰变时质量数守恒，核反应过程前、后质量发生变化?质量亏损?而释放出核能.知识点二：核反应和核能1.核反应在核物理学中，原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程.在核反应中，质量数守恒，电荷数守恒.2.核力核子间的作用力.核力是短程力，作用范围在1.5×1015 m之内，只在相邻的核子间发生作用.3.核能核子结合为原子核时释放的能量或原子核分解为核子时吸收的能量，叫做原子核的结合能，亦称核能.4.质能方程、质量亏损爱因斯坦质能方程E=mc2，原子核的质量必然比组成它的核子的质量和要小Δm，这就是质量亏损.由质量亏损可求出释放的核能ΔE=Δmc【考点解析：重点突破】考点一：衰变和半衰期2.对半衰期的理解(1)根据半衰期的概念，可总结出公式11N余=N原t/τ，m余=m原()t/τ22式中N原、m原表示衰变前的放射性元素的原子核数和质量，N余、m余表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子核数和质量，t表示衰变时间，τ表示半衰期.(2)影响因素：放射性元素衰变的快慢是由原子核内部因素决定的，跟原子所处的物理状态(如温度、压强)或化学状态(如单质、化合物)无关. 考点二：核反应方程的书写规律总结能用等号连接.来写核反应方程.考点三：核能的产生和计算1.获得核能的途径(1)重核裂变：重核俘获一个中子后分裂成为两个中等质量的核的反应过程.重核裂变的同时放出几个中子，并释放出大量核能.为了使铀235裂变时发生链式反应，铀块的体积应大于它的临界体积.(2)轻核聚变：某些轻核结合成质量较大的核的反应过程，同时释放出大量的核能，要想使氘核和氚核合成氦核，必须达到几百万度以上的高温，因此聚变反应又叫热核反应.2.核能的计算方法(1)应用ΔE=Δmc2：先计算质量亏损Δm，注;(2)核反应遵守动量守恒和能量守恒定律，因此我们;规律总结;2根据ΔE=Δmc计算核能时，若Δm以千克为单位;(1)应用ΔE=Δmc2：先计算质量亏损Δm，注意Δm的单位1 u=1.66×1027 kg,1 u相当于931.5 MeV的能量，u是原子质量单位.(2)核反应遵守动量守恒和能量守恒定律，因此我们可以结合动量守恒和能量守恒定律来计算核能.规律总结2根据ΔE=Δmc计算核能时，若Δm以千克为单位，“c”代入3×1082若Δm以“u”为单位，则由1uc=931.5_MeV得ΔE=Δm×931.5_MeV.高中物理光的本质知识点一、波的干涉和衍射：1、干涉：两列频率相同的波相互叠加，在某些地方振动加强，某些地方振动减弱，这种现象叫波的干涉;(1)发生干涉的条件：两列波的频率相同;(2)波峰与波峰重叠、波谷与波谷重叠振动加强;波峰与波谷重叠振动减弱;(3)振动加强的区域的振动位移并不是一致最大;2、衍射：波绕过障碍物，传到障碍物后方的现象，叫波的衍射;(隔墙有耳) 能观察到明显衍射现象的条件是：障碍物或小孔的尺寸比波长小，或差不多;3、衍射和干涉是波的特性，只有某物资具有这两种性质时，才能说该物资是波;二、光的电磁说：1、光是电磁波：(1)光在真空中的传播速度是3.0×108m/s;(2)光的传播不需要介质;(3)光能发生衍射、干涉现象;2、电磁波谱：无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线;(1)从左向右，频率逐渐变大，波长逐渐减小;(2)从左到右，衍射现象逐渐减弱;(3)红外线：热效应强，可加热，一切物体都能发射红外线;(4)紫外线：有荧光效应、化学效应能，能辨比细小差别，消毒杀菌;3、光的衍射：特例：萡松亮斑;4、光的干涉：(1)双缝(双孔)干涉：波长越长、双孔距离越小、光屏间距离越大，相邻亮条纹间的距离越大;(2)薄膜干涉：特例：肥皂泡上的彩色条纹;检测工件的平整性，夏天油路上油滴成彩色猜你感兴趣：1.高中物理关于向心加速度的知识点总结2.高中物理基础知识总结3.高三物理学习方法指导与学习方法总结4.高考物理考点总结高考物理复习纲要5.高一物理复习知识点总结6.高一必修一物理知识点归纳。

光电效应及其实验规律对于光电效应这一节，重点在于理解光电效应的含义及其实验装置和规律。

下面就这个实验的装置和实验规律加以剖析。

光电效应的含义：在光的照射下物体发射电子的现象，叫做光电效应，发射出来的电子叫做光电子。

研究光电效应的实验装置如图1所示，阴极K和阳极A封闭在真空管内，在两极之间加一可变电压，用以加速或阻挡释放出来的电子。

光通过小窗照到阴极K上，在光的作用下，电子从电极K逸出，并受电场加速而形成电流，这种电流称为光电流。

图1实验结果发现，光和光电流之间有一定的依存关系。

（1）在入射光的强度与频率不变的情况下，电流——电压的实验曲线如图2所示。

曲线表明，当加速电压U增加到一定值时，光电流达到饱和值，这是因为单位时间内从阴极K射出的光电子全部到达阳极A。

则饱和电流。

图2另一方面，当加速电压逐渐减小到零，并逐渐变负时（这时电场力对于光电子来说是阻力），光电流并不降为零，这就表明从电极K逸出的光电子具有初动能。

所以尽管有电场力阻碍它运动，仍有部分初动能比较大的光电子到达电极A。

但由于单位时间内到达阳极A 的光电子数减少，所以光电流就随着减小。

随着反向电压越来越大，单位时间内到达阳极A的光电子数就越来越少，光电流也就越来越小。

但是当反向电压增大到等于时，就能阻止所有的光电子飞向电极A，光电流降为零，这个电压叫遏止电压。

它使具有最大初速度的光电子也不能到达电极A。

这样我们就能根据遏止电压来确定电子的最大初速度和最大初动能，即可得：，式中e为电子的电荷。

（2）在用相同频率不同强度的光去照射电极K时，得到电流—电压的曲线如图3所示。

它显示出对于不同强度的光，是相同的，这说明同一种频率，不同强度的光所产生的光电子的最大初动能是相同的。

但光电流强度不同，这是因为入射光的强度是由单位时间到达金属表面的光子数目决定的，而被击中的光电子（亦即吸收了光子能量的电子）数又与光子数目成正比，这样光的强度越大，被击出的光电子数就越多，则形成的光电流就越强。

光电效应的四条实验规律
光电效应是指当光线照射到金属表面时，金属表面上的电子能够吸收光的能量并跳跃
到金属表面外部，形成电流的现象。

光电效应是近代物理学的基本实验之一，它可以通过
实验进行研究和探究。

第一条规律：光电效应发生的条件是光子的能量必须高于金属表面上电子所需的最小
能量。

光子的能量与其频率成正比，而与波长成反比。

当光子能量高于金属表面上电子所需
的最小能量（也称为逸出功）时，电子才能从金属表面上跳跃到外部形成电流。

如果光子
的能量低于逸出功，金属表面上的电子就不可能跳跃出去。

第二条规律：光电效应中直接电流的强度与光强度成正比，与光子的能量无关。

当光照射到金属表面上时，电子跳跃出去，产生电流。

这个电流的强度与光强度（即
光子的数量）成正比，而与光子的能量无关。

这意味着即使光的频率高，每个光子的能量
也很小，但是如果光子的数量足够多，电流的强度仍然很大。

第三条规律：光电效应中测出的动能与光子能量的差是电子的逸出功。

当光子的能量高于金属表面上电子的逸出功时，电子会具有一定的动能。

根据能量守
恒原理，电子的动能等于光子的能量与电子从金属表面上释放出来时携带的静电势能之差。

因此，如果已知光子的能量和测量出的电子动能，就可以算出电子的逸出功。

简述光电效应的实验规律
嘿，朋友们！今天咱来聊聊光电效应这个神奇的玩意儿。

你想想看啊，光就像个小精灵，碰到某些材料的时候，就能神奇地打出电子来，这多有意思啊！光电效应的实验规律那可是相当重要的。

首先呢，存在一个截止频率。

这就好像是一道门槛，光的频率要是达不到这个门槛，任凭它怎么努力，也没法把电子给打出来。

这不是和咱生活中有些事情一样嘛，达不到那个关键的点，就没法成功。

你说是不是？
还有啊，光电子的最大初动能只和光的频率有关，而和光的强度没关系。

这可真让人惊讶！就好像一个人的能力大小不是看给他多少压力，而是看他自身的素质一样。

不管光强有多强，要是频率不够，电子也跑不快。

而且呢，光电效应是瞬间发生的呀！光一照上去，电子就“嗖”地一下飞出来了，根本不用等。

这多干脆利落，一点都不拖泥带水。

这光电效应的实验规律可不是随便说说的呀，它可是有着大用处呢！它让我们对光和物质的相互作用有了更深刻的理解，也为后来的很多技术发展打下了基础。

你说这光电效应是不是很神奇？它就像一个隐藏在微观世界里的秘密宝藏，等着我们去挖掘，去探索。

我们通过研究它，能了解到更多关于这个世界的奥秘。

所以啊，可别小瞧了这光电效应的实验规律，它可是物理学中的一颗璀璨明珠呢！咱可得好好琢磨琢磨，说不定能从中发现更多有趣的东西呢！。