- 爱因斯坦光电效应方程
- 共264题
(选修3-5选做题)
用频率为ν的单色光照射某种金属时,逸出光电子的最大初动能为Ek;若改为用频率为2 ν的单色光照射此种金属时,则逸出光电子的最大初动能为________。
正确答案
hν+Ek
(本题供教学进度已超前的考生做)(12分)
如图所示,是研究光电效应规律的实验电路。初始时刻,滑动变阻器的滑动头P与固定接点Q都处于变阻器的中点。阴极K用金属铯制成,用波长的绿光照射阴极K,电流表有示数。调节A、K间的电压,滑动头P由中点和左滑动时,光电流逐渐减小,电流表示数减小到零时,电压表示数为0.6V;当滑动头P由中点向右滑动时,光电流逐渐增大,光电流达到饱和时,电流表示数为
。此时电压表示数为2.5V。已知
,电压表零刻度在表盘中央,求:
(1)每秒钟从阴极发射的光电子数;
(2)金属铯的逸出功;
(3)如果把照射阴极绿光的光强增大为原来的3倍,每秒钟阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极的最大初动能。
正确答案
(1)
(2)
(3)
(1)光电流达到饱和时,阴极发射的光电子全部到达阳极A,阴极每秒钟发射的光电子的个数
个 (4分)
(2)滑动头P由中点向左滑动时,电压表示数0.6V为遏止电压,则有
光电子的最大初动能 (2分)
根据爱因斯坦光电方程 得:金属铯的逸出功
(3)如果照射光的频率不变,光强增加3倍,根据光电效应实验规律,阴极每秒发射的光电子数也增加3倍,则有
个 (2分)
(12分)如图所示,相距为d的A、B两平行金属板足够大,板间电压恒为U,有一波长为λ的细激光束照射到B板中央,使B板发生光电效应,已知普朗克恒量为h,金属板B的逸出功为W,电子质量为m,电荷量为e,问:
(1)从B板产生的光电子中,最大的动能是多少?
(2)到达A板的光电子,其最大的动能又是多少?
(3)光电子从B板运动到A板所需的最长时间是多少?
正确答案
(1)Ek = h-W
(2)EKA=h-W+eU
(3)t =
(1)由爱因斯坦光电效应方程得:Ek = h-W…………………………………①
=
………………………………………②
Ek = h-W …………………………③
(2)从B板运动到A板,由动能定理得:
eU = EKA- Ek ………………………………④
EKA=h-W+eU ………………………⑤
(3)光电子从B板运动到A板所需的最长时间的条件是:
Vox=0 ……………………⑥
d =t2 ……………………………………………………⑦
t =…………………………………………⑧
(1)一点光源以功率P向外发出波长为λ的单色光,已知普朗克恒量为h,光速为c, 则此光源每秒钟发出的光子数为_____ ______个,若某种金属逸出功为W,用此光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能为________ ________。
(2)如图所示,是使用光电管的原理图。当频率为的可见光照射到阴极K上时,电流表中有电流通过。
①当变阻器的滑动端P向 端滑动时(选填“左”或“右”),通过电流表的电流将会减小。
②当电流表电流刚减小到零时,电压表的读数为U,则光电子的最大初动能为 (已知电子电荷量为e).
③如果不改变入射光的频率,而增加入射光的强度,则光电子的最大初动能将_______ (选填“增加”、“减小”或“不变”).
正确答案
(1) 、
(2)① 右 ,② eU ③ 不变
(1)由公式,
,可得
,由公式
得
,
(2)①当变阻器的划片向右端滑动时通过电流表的电流减小,②当电流表减小到零时,没有电子跑到阳极,最大初动能为到达阳极刚好速度减小到零,所以为Ue.③不变光子的能量和入射光的频率有关,
人们发现光电效应具有瞬时性和对各种金属都存在极限频率的规律。请问谁提出了何种学说很好地解释了上述规律?已知锌的逸出功为,用某单色紫外线照射锌板时,逸出光电子的最大速度为
,求该紫外线的波长
(电子质量
,普朗克常量
,
)
正确答案
由爱因斯坦光电效应方程列式 ①
又因为 ②
联立上式得:
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