２０１２年第１期
针对“光电效应”几个易错概念的例题分析
■范官明
光电效应”是光的粒子性的一个重要体现，学习中要澄 “
、“、“如“光子”光电子”光子的能量”与清一些易混淆的概念，
“光电子的最大初动能”等，这对理解光电效应的规律具有重要意义．
“光子”与“光电子”１．
光子是指光在空间传播时的每一份能量（即能量是不连，光子不带电，是微观领域中一种只含有能量的粒子；而续的）
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．
“光子的能量”与“入射光的强度”２．
光子的能量是一份一份的，每一份的能量为Ｅ＝ｈ其大υ，小由光的频率决定；而入射光的强度（简称光强）是指单位时间内入射光中包含光子数的多少，入射光的强度可表示为Ｐ
不为零；当电压表读数大于电流表读数或等于０．６０Ｖ时，由此可知阴极材料的为零．
逸出功为（． ）
Ａ．１．９ｅＶ Ｂ．０．６ｅＶ３．１ｅＶＣ．２．５ｅＶ Ｄ．
解析：由题意知光电子的最大初动能为Ｅｋ＝ｑＵ＝所以根据光电效应６０ｅＶ，０．
方程Ｅｋ＝ｈυ－Ｗ得Ｗ＝ｈυ故选项Ａ正－Ｅｋ＝１．９ｅｖ．确．
图１
３０
其中ｎ为单位时间内的光子数．＝ｎｈυ，
例１ 用某种单色光照射某种金属表面，发生光电效应，现将该单色光的光强减弱，则（． ）
光电子的最大初动能不变Ａ．
光电子的最大初动能减少Ｂ．
单位时间内产生的光电子数减少Ｃ．
可能不发生光电效应Ｄ．
解析：该单色光照射某种金属表面时能发生光电效应，则根据爱因斯坦光电效应方程Ｅｈυ－Ｗ得入射光频率不变ｋ＝时光电子的最大初动能不变；若该单色光的光强减弱，则表明产生的光电子数单位时间内射到单位面积上的光子数减少，也必减少．故选项Ａ、Ｃ正确．
例２ 已知每秒从太阳射到地球上垂直于太阳光的每平
３
，方米截面上的辐射能为１．其中可见光部分约占４ｘ１０Ｊ
“光电流”与“饱和光电流”４．
当外来光频率和电压固定时，光强增大，意味着撞击金属只要ｖ＞ｖ被撞击出来的光电子数目就表面的光子数增多．０，由于不同光电子的逸出后运动方向不同，部分光按比例增大，
电子只有在电场力作用下才能到达阳极，光电流随电压Ｕ的当Ｕ比较大时，光电流达到饱和值Ｉ这时即使增加而增大，ｍ，再增大Ｕ，在单位时间内也不可能有更多的光电子定向移动，光电流也就不会增加，即饱和光电流是一定频率与强度的光照射下的最大光电流．因此在解光电效应的习题时，应注意明确是光电流还是饱和光电流
．
例４ 如图２所示装置，阴极
Ｋ及极限波长λ０．６６ｍ的金属０＝μ
制成．若闭合电键，用波长λ＝调整两０．５０ｍ的绿光照射阴极Ｋ，μ
个极板电压，电流表示数为求：０．６４Ａ，μ（）每秒阴极发射的光电子数１和光电子飞出阴极时的最大初动能．
图２
（）如果将照射阴极绿光的光２
入射光的强度）增大为原来的２倍，每秒阴极发射的光电强（
子数和光电子飞出阴极时的最大初动能．
（）解析：当阴极发射的光电子全部达到阳极时，光电流１达到饱和，故每秒发射的光电子个数为：
－６
Ｉ０．６４×１０ｍ１２
个．ｎ＝＝４．０×１０－１９＝ｅ１．６×１０
根据光电效应方程，光电子的最大初动能应为：
假设可见光的波长约为０．普朗克常数ｈ＝６．４５％．５５ｍ，６×μ
４１１ ，·ｓ，设日地间距离Ｒ＝１．１０－３Ｊ５×１０ｍ由此可估算出太阳（只要求两位有效数每秒辐射的可见光的光子数约多少个．字）
解析：因太阳向各个方向的辐射为均匀的，令σ＝
３２
·ｓ·ｍ，可见光所占的能量为η＝４则太阳每秒１．４ｘ１０Ｊ５％，
２
每个可见光子的能量Ｅ辐射的可见光的能量Ｅ＝４Ｒπσ０＝η，
则太阳每秒辐射出的可见光的光子数为：ｈυ，
２
，４４代入数据可得ｎ＝４．ｎ＝＝９×１０．Ｅ０ｈｃ“光电子的最大初动能”与“光电子的动能”３．
光照射到金属时，电子吸收一个光子的能量ｈ就可υ后，能向各个方向运动，一部分消耗于克服核的引力及其他原子阻碍做功，剩余部分转化为初动能．只有从金属表面逸出的电子克服阻力做功最小，具有最大初动能，其值为Ｅｋｍ＝ｈυ－Ｗ（，式中Ｗ为金属的逸出功）而不从金属表面发射的光电子，动能Ｅｋ＜Ｅｋｍ．
例３ 如图１，当开关Ｓ断开时，用光子能量为２．５ｅＶ的一束光照射阴极Ｐ，发现电流表读数不为零．合上开关，调节发现当电压表读数小于０．电流表读数
仍滑线变阻器，６０Ｖ时，
Ｅｋ＝ｈυ－Ｗ＝ｈ
－ｈ．λλ０
－２０
代入数据可得Ｅｋｍ＝９．９×１０Ｊ．
（）如果照射光的频率不变，光强加倍，则每秒内发射的２
饱和光电流也增大为原来的２倍．根据光电光电子数也加倍、
效应实验规律可得每秒阴极发射的光电子个数ｎ′＝２ｎ＝
１２
；光电子的最大初动能仍然为Ｅｋｍ＝ｈ８．０×１０９×υ－Ｗ＝９．０
１０－２Ｊ．
作者单位：河南省新安县第二高级中学
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