第六个知识点：爱因斯坦光电效应方程

内容导航：

第六个知识点：爱因斯坦光电效应方程

爱因斯坦光电效应方程是什么？

爱因斯坦光电效应方程是什么?

光电效应有哪些规律，爱因斯坦的方程的物理意义是什么

一、第六个知识点：爱因斯坦光电效应方程

题目（山东省2020年普通高中学业水平等级考试12月模拟卷）：如图所示，

有一束单色光入射到极限频率为V0的金属板K上，具有最大初动能的某出射电子，沿垂直于平行板电容器极板的方向，从左侧极板上的小孔入射到两极板间的匀强电场后，到达右侧极板时速度刚好为零。已知电容器的电容为C，带电荷量为Q，极板间距为d，普朗克常量为h，电子电量的绝对值为e，不计电子的重力。关于电容器右侧极板的带点情况和入射光的频率v，以下判断正确的是( )

A.带正电， B. 带正电，

C. 带负电， D. 带负电，

【解题思路】本题考查的是高中物理选择性必修第三册74页“爱因斯坦光电效应方程”及电容相关知识点。由电子在电容器两带电平行板之间做减速运动可知，电容器右侧极板带负电。由爱因斯坦光电效应方程有Ek=hv-W，W=hv0，有电容器电容定义式知C= ，由动能定理由-eU=0-Ek，联立解得v= v0+ 。

相关知识点链接：

1、爱因斯坦光电效应方程：Ek=。Ek为光电子的最大初动能Ek=

2、这个方程表明，只有＞W0时，光电子才可能从金属中逸出，vc=就是光电子的截止频率；光电子的最大初动能Ek与入射光的频率υ有关，而与光的强弱无关；电子一次性吸收光子的全部能量，不需要积累能量的时间，光电流自然几乎是瞬时产生的；对于同频率的光，光较强时，单位时间内照射到金属表面的光子数较多，照射金属时产生的光电子较多，因而饱和电流较大。

3、移动电荷时静电力做的功WAB=qUAB；

一、爱因斯坦光电效应方程是什么？

爱因斯坦光电效应方程是hv=W0+Ek。

光电效应方程是爱因斯坦推广的一个光学方程。光电效应中，金属中的电子在飞出金属表面时要克服原子核对它的吸引而做功。

某种金属中的不同电子，脱离这种金属所需的功不一样，使电子脱离某种金属所做的功的最小值，叫做这种逃逸原子核表面所做的功叫逸出功。

主要内容

电子吸收光子的能量后，可能向各个方向运动，有的向金属内部运动，有的向外运动，由于路程不同，电子逃逸出来时损失的能量不同，因而它们离开金属表面时的初动能不同。

只有直接从金属表面飞出来的电子的初动能最大，这时光电子克服原子核的引力所做的功叫这种金属的逸出功。逸出功与金属材料有关。

二、爱因斯坦光电效应方程是什么?

光电效应方程是爱因斯坦推广的一个光学方程。

光电效应中，金属中的电子在飞出金属表面时要克服原子核对它的吸引而做功。某种金属中的不同电子，脱离这种金属所需的功不一样，使电子脱离某种金属所做的功的最小值，叫做这种逃逸原子核表面所做的功叫逸出功。

1905年，爱因斯坦把普朗克的量子化概念进一步推广。他指出：不仅黑体和辐射场的能量交换是量子化的，而且辐射场本身就是由不连续的光量子组成，每一个光量子的与辐射场频率之间满足ε＝hν，即它的能量只与光量子的频率有关，而与强度（振幅）无关。

光生伏特效应：

一般光生电压不会超过Vg=Eg/e,但某些薄膜型半导体被强白光照射会出现比Vg高的多的光生电压，称反常光生伏特效应（已观察到5000V的光生电压）。

70年代又发现光铁电体的反常光生伏特效应（APV）可产生1000V到100000V的电压，且只出现于晶体自发极化方向上，光生电压：V=(Jc/(σD+△σl))l。

以上内容参考：

三、光电效应有哪些规律，爱因斯坦的方程的物理意义是什么

一、光电效应的实验规律：
　　1．每一种金属在产生光电效应是都存在一极限频率（或称截止频率）。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，只要光的频率高于金属的极限频率，光的亮度无论强弱，光子的产生都几乎是瞬时的，即几乎在照到金属时立即产生光电流。响应时间不超过十的负九次方秒（1ns）。
　　4.入射光的强度只影响光电流的强弱，即入射光越强，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。
　　二、爱因斯坦的光电效应方程
　　Ekm=hγ-hγ0(逸出功）