Question

利用光子說(shuō)對(duì)光電效應(yīng)的解釋?zhuān)�下列說(shuō)法正確的是（　�。�

• A、金屬表面的一個(gè)電子只能吸收一個(gè)光子
• B、電子吸收光子后一定能從金屬表面逸出，成為光電子
• C、金屬表面的一個(gè)電子吸收若干個(gè)光子，積累了足夠的能量才能從金屬表面逸出
• D、無(wú)論光子能量大小如何，電子吸收光子并積累了能量后，總能逸出成為光電子

Answer 1

分析：光照射到金屬上，引起物質(zhì)的電性質(zhì)發(fā)生變化．這類(lèi)光變致電的現(xiàn)象被人們統(tǒng)稱(chēng)為光電效應(yīng)（Photoelectric effect）．光電效應(yīng)分為光電子發(fā)射、光電效應(yīng)和阻擋層光電效應(yīng)，又稱(chēng)光生伏特效應(yīng)．前一種現(xiàn)象發(fā)生在物體表面，又稱(chēng)外光電效應(yīng)．后兩種現(xiàn)象發(fā)生在物體內(nèi)部，稱(chēng)為內(nèi)光電效應(yīng)．　赫茲于1887年發(fā)現(xiàn)光電效應(yīng)，愛(ài)因斯坦第一個(gè)成功的解釋了光電效應(yīng)（金屬表面在光輻照作用下發(fā)射電子的效應(yīng)，發(fā)射出來(lái)的電子叫做光電子．光波長(zhǎng)小于某一臨界值時(shí)方能發(fā)射電子，即極限波長(zhǎng)，對(duì)應(yīng)的光的頻率叫做極限頻率．臨界值取決于金屬材料，而發(fā)射電子的能量取決于光的波長(zhǎng)而與光強(qiáng)度無(wú)關(guān)，這一點(diǎn)無(wú)法用光的波動(dòng)性解釋?zhuān)�還有一點(diǎn)與光的波動(dòng)性相矛盾，即光電效應(yīng)的瞬時(shí)性，按波動(dòng)性理論，如果入射光較弱，照射的時(shí)間要長(zhǎng)一些，金屬中的電子才能積累住足夠的能量，飛出金屬表面．可事實(shí)是，只要光的頻率高于金屬的極限頻率，光的亮度無(wú)論強(qiáng)弱，光子的產(chǎn)生都幾乎是瞬時(shí)的，不超過(guò)十的負(fù)九次方秒．正確的解釋是光必定是由與波長(zhǎng)有關(guān)的嚴(yán)格規(guī)定的能量單位（即光子或光量子所組成．
通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)總結(jié)出光電效應(yīng)具有如下實(shí)驗(yàn)規(guī)律：1．每一種金屬在產(chǎn)生光電效應(yīng)時(shí)都存在一極限頻率（或稱(chēng)截止頻率），即照射光的頻率不能低于某一臨界值．相應(yīng)的波長(zhǎng)被稱(chēng)做極限波長(zhǎng)（或稱(chēng)紅限波長(zhǎng)）．當(dāng)入射光的頻率低于極限頻率時(shí)，無(wú)論多強(qiáng)的光都無(wú)法使電子逸出． 2．光電效應(yīng)中產(chǎn)生的光電子的速度與光的頻率有關(guān)，而與光強(qiáng)無(wú)關(guān)． 3．光電效應(yīng)的瞬時(shí)性．實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，即幾乎在照到金屬時(shí)立即產(chǎn)生光電流．響應(yīng)時(shí)間不超過(guò)十的負(fù)九次方秒（1ns）． 4．入射光的強(qiáng)度只影響光電流的強(qiáng)弱，即只影響在單位時(shí)間單位面積內(nèi)逸出的光電子數(shù)目．在光顏色不變的情況下，入射光越強(qiáng)，飽和電流越大，即一定顏色的光，入射光越強(qiáng)，一定時(shí)間內(nèi)發(fā)射的電子數(shù)目越多

解答：解：A、根據(jù)光電效應(yīng)的規(guī)律，金屬表面的一個(gè)電子一次只能吸收一個(gè)光子．故A正確；
B、每一種金屬在產(chǎn)生光電效應(yīng)時(shí)都存在一極限頻率（或稱(chēng)截止頻率），即照射光的頻率不能低于某一臨界值，當(dāng)電子吸收的光子的能量大于逸出功時(shí)，電子才能能從金屬表面逸出，成為光電子．故B錯(cuò)誤；
C、D、波動(dòng)性理論，如果入射光較弱，照射的時(shí)間要長(zhǎng)一些，金屬中的電子才能積累住足夠的能量，飛出金屬表面．可事實(shí)是，只要光的頻率高于金屬的極限頻率，光的亮度無(wú)論強(qiáng)弱，光子的產(chǎn)生都幾乎是瞬時(shí)的，不超過(guò)十的負(fù)九次方秒．光的頻率低于極限頻率時(shí)，無(wú)論多強(qiáng)的光，照射的時(shí)間多長(zhǎng)都無(wú)法使電子逸出．故CD錯(cuò)誤．
故選：A

點(diǎn)評(píng)：本題考查光電效應(yīng)的規(guī)律和特點(diǎn)，我們一定要熟記光電效應(yīng)的現(xiàn)象和遵循的規(guī)律，只有這樣我們才能順利解決此類(lèi)問(wèn)題．