题目
光电效应中光电子的最大初动能与入射光的关系是 [ ]A. 与入射光的频率成正比B. 与入射光的强度成正比C. 与入射光的频率成线性关系D. 与入射光的强度成线性关系
光电效应中光电子的最大初动能与入射光的关系是 [ ]
A. 与入射光的频率成正比
B. 与入射光的强度成正比
C. 与入射光的频率成线性关系
D. 与入射光的强度成线性关系
题目解答
答案
C. 与入射光的频率成线性关系
解析
考查要点:本题主要考查光电效应中光电子最大初动能与入射光频率、强度的关系,需明确爱因斯坦光电效应方程的物理意义。
解题核心思路:
根据爱因斯坦光电效应方程 $E_k = h\nu - W$(其中$E_k$为最大初动能,$\nu$为入射光频率,$W$为逸出功),最大初动能仅与入射光频率有关,且呈线性关系;而入射光强度影响的是单位时间内逸出的光电子数目,与最大初动能无关。
破题关键点:
- 排除强度相关选项(B、D):强度不影响最大初动能。
- 区分“正比”与“线性关系”(A、C):方程中$E_k$与$\nu$的关系为$E_k = h\nu - W$,存在截距$-W$,因此是线性关系而非正比关系。
根据爱因斯坦光电效应方程:
$E_k = h\nu - W$
其中:
- $E_k$为光电子最大初动能,
- $h$为普朗克常量,
- $\nu$为入射光频率,
- $W$为金属逸出功(与材料有关的常量)。
关键分析:
- 与频率的关系:
方程表明,$E_k$随$\nu$的增大而线性增大,斜率为$h$,截距为$-W$。因此,最大初动能与入射光频率成线性关系(选项C正确)。 - 与强度的关系:
入射光强度决定光电子的产生数量(单位时间内的光电子数),但与$E_k$无关(选项B、D错误)。 - “正比”误区:
若$E_k$与$\nu$成正比,则方程应为$E_k = k\nu$(无截距),但实际存在$-W$项,因此选项A错误。