Question

19．閱讀短文，回答問題：
光電效應光電效應是物理學中一個重要而神奇的現象．光電現象由德國物理學家赫茲于1887年發現，而正確的解釋為愛因斯坦所提出．光電效應分為光電子發射、光電導效應和阻擋層光電效應，又稱光生伏特效應．前一種現象發生在物體表面，又稱外光電效應．后兩種現象發生在物體內部，稱為內光電效應．外光電效應是指被光激發產生的電子逸出物質表面的現象．只有入射光的頻率高于一定值時，才能激發電子逸出物質表面．內光電效應是指被光激發所產生的電荷仍在物質內部運動，但使物質的導電能力發生變化或在物體兩端產生電壓的現象．
光敏電阻器是利用半導體的光電效應制成的一種電阻值隨入射光的強弱而改變的電阻器；光敏電阻可應用在各種自動控制裝置和光檢測設備中，如生產線上的自動送料、自動門裝置、航標燈、路燈、應急自動照明、自動給水停水裝置等方面．
利用太陽能的最佳方式是光伏轉換，就是利用光伏效應，使太陽光射到硅材料上產生電流直接發電．光伏產業正日益成為國際上繼IT、微電子產業之后又一爆炸式發展的行業．
（1）外光電效應會從物質中激發出帶負電（選填“正電”或“負電”）的粒子．
（2）圖1是電磁波波譜圖．如果藍光照射到某金屬表面能產生外光電效應，則下列光照射該金屬也一定能產生外光電效應是C．
A．紅光，紅外線      B．紅外線，紫外線      C．紫光，紫外線      D．黃光，紫光

（3）太陽能電池是依據內（選填“內”或“外”）光電效應工作的，將光能轉化為化學能．
（4）現在樓道內一般不再使用聲控開關，而用紅外感應開關替代．白天光控開關斷開，夜晚光線暗時，光控開關閉合；當有人進入樓道內時，紅外感應開關閉合，沒人時紅外感應開關斷開．下列關于樓道內路燈電路設計（圖2）合理的是C（光控開關用光表示，紅外感應開關用紅表示）．

Answer 1

分析 （1）外光電效應是指被光激發產生的電子逸出物質表面的現象，電子帶負電；
（2）只有入射光的頻率高于一定值時，才能激發電子逸出物質表面，發生外光電效應；
（3）內光電效應是指被光激發所產生的電荷仍在物質內部運動，但使物質的導電能力發生變化或在物體兩端產生電壓的現象；
（4）由題意可知，當晚上、有人進入樓道內時燈泡發光，否則不發光，說明光控開關、紅外感應開關同時控制燈泡即為串聯，再根據安全用電的原則判斷電路的設計．

解答 解：（1）被光激發產生的電子即帶負電的粒子逸出物質表面的現象稱為外光電效應；
（2）由電磁波譜可知，紅外線、紅光、黃光、藍光、紫光、紫外線的波長依次減小，
由c=λf的變形式f=$\frac{c}{λ}$可知，紅外線、紅光、黃光、藍光、紫光、紫外線的頻率依次增大，
因只有入射光的頻率高于一定值時，才能激發電子逸出物質表面，
所以，藍光照射到某金屬表面能產生外光電效應，則紫光和紫外線照射該金屬也一定能產生外光電效應；
（3）太陽能電池是在物體兩端產生電壓的現象，屬于內光電效應，將光能轉化為化學能；
（4）經分析可知，光控開關和紅外感應開關串聯控制燈泡，由安全用電的原則可知開關應控制火線，結合現象可知C符合；
故答案為：（1）負電；（2）C；（3）內；化學；（4）C．

點評 本題以光電效應為背景考查了正負電荷的判斷、電磁波譜、波長與頻率的關系、電路圖的設計，涉及到的知識點較多，綜合性強，明確串并聯電路的特點和安全用電的原則以及電路的動態分析是解決問題的關鍵．