Question

利用光子說對光電效應(yīng)的解釋，下列說法正確的是（　　）

• A、金屬表面的一個電子只能吸收一個光子
• B、電子吸收光子后一定能從金屬表面逸出，成為光電子
• C、金屬表面的一個電子吸收若干個光子，積累了足夠的能量才能從金屬表面逸出
• D、無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．這類光變致電的現(xiàn)象被人們統(tǒng)稱為光電效應(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)，又稱光生伏特效應(yīng)．前一種現(xiàn)象發(fā)生在物體表面，又稱外光電效應(yīng)．后兩種現(xiàn)象發(fā)生在物體內(nèi)部，稱為內(nèi)光電效應(yīng)．　赫茲于1887年發(fā)現(xiàn)光電效應(yīng)，愛因斯坦第一個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)射出來的電子叫做光電子．光波長小于某一臨界值時方能發(fā)射電子，即極限波長，對應(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而與光強度無關(guān)，這一點無法用光的波動性解釋．還有一點與光的波動性相矛盾，即光電效應(yīng)的瞬時性，按波動性理論，如果入射光較弱，照射的時間要長一些，金屬中的電子才能積累住足夠的能量，飛出金屬表面．可事實是，只要光的頻率高于金屬的極限頻率，光的亮度無論強弱，光子的產(chǎn)生都幾乎是瞬時的，不超過十的負九次方秒．正確的解釋是光必定是由與波長有關(guān)的嚴格規(guī)定的能量單位（即光子或光量子所組成．
通過大量的實驗總結(jié)出光電效應(yīng)具有如下實驗規(guī)律：1．每一種金屬在產(chǎn)生光電效應(yīng)時都存在一極限頻率（或稱截止頻率），即照射光的頻率不能低于某一臨界值．相應(yīng)的波長被稱做極限波長（或稱紅限波長）．當入射光的頻率低于極限頻率時，無論多強的光都無法使電子逸出． 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)，而與光強無關(guān)． 3．光電效應(yīng)的瞬時性．實驗發(fā)現(xiàn)，即幾乎在照到金屬時立即產(chǎn)生光電流．響應(yīng)時間不超過十的負九次方秒（1ns）． 4．入射光的強度只影響光電流的強弱，即只影響在單位時間單位面積內(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，飽和電流越大，即一定顏色的光，入射光越強，一定時間內(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，金屬表面的一個電子一次只能吸收一個光子．故A正確；
B、每一種金屬在產(chǎn)生光電效應(yīng)時都存在一極限頻率（或稱截止頻率），即照射光的頻率不能低于某一臨界值，當電子吸收的光子的能量大于逸出功時，電子才能能從金屬表面逸出，成為光電子．故B錯誤；
C、D、波動性理論，如果入射光較弱，照射的時間要長一些，金屬中的電子才能積累住足夠的能量，飛出金屬表面．可事實是，只要光的頻率高于金屬的極限頻率，光的亮度無論強弱，光子的產(chǎn)生都幾乎是瞬時的，不超過十的負九次方秒．光的頻率低于極限頻率時，無論多強的光，照射的時間多長都無法使電子逸出．故CD錯誤．
故選：A

點評：本題考查光電效應(yīng)的規(guī)律和特點，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問題．