- 爱因斯坦光电效应方程
- 共264题
某光源能发出波长为0.60μm的可见光，用它照射某金属可发生光电效应，产生光电子的最大初动能为4.0×10-20J．已知普朗克常量h=6.63×10-34J•s，光速c=3.0×108m/s．求 （计算时保留两位有效数字）：
①该可见光中每个光子的能量；
②该金属的逸出功．
正确答案
①根据E=h
②根据光电效应方程得，Ekm=h
则W0=h
答：（1）该可见光中每个光子的能量为3.3×10-19J．
（2）该金属的逸出功为2.9×10-19J．
如图所示是做光电效应实验的装置简图。在抽成真空的玻璃管内，K为阴极（用金属铯制成，发生光电效应的逸出功为1.9eV），A为阳极。在a、b间不接任何电源，用频率为（高于铯的极限频率）的单色光照射阴极K，会发现电流表指针有偏转。这时，若在a、b间接入直流电源，a接正极，b接负极，并使a、b间电压从零开始逐渐增大，发现当电压表的示数增大到2.1V时，电流表的示数刚好减小到零。（普朗克恒量h=6.63×10-34J·s）求：
（1）a、b间未接直流电源时，通过电流表的电流方向。
（2）从阴极K发出的光电子的最大初动能EK是多少焦？
（3）入射单色光的频率是多少？
正确答案
解：（1）光电子由K向A定向移动，光电流由A向K，因此通过电流表的电流从下向上。
（2）具有最大初动能的电子刚好不能到达A板，对该电子用动能定理，EK=Ue
得最大初动能为2.1eV=3.36×10-19J
（3）由光电效应方程：EK=hν-W，得ν=9.65×1014Hz
[物理——选修3－5] (15分)
（1）（5分）下列说法中正确的是
E．电子的衍射实验证实了物质波的假设是正确的
（2）（10分）如图所示，一对杂技演员（都视为质点）荡秋千时从A点（秋千绳OA处于水平位置）由静止出发绕悬点O下摆，当摆到最低点B时，男女演员在极短时间内互相将对方沿水平方向推出，两人向相反方向做平抛运动，并能安全落至地面。若女演员的落地点刚好在初始位置A点的正下方，且已知男演员质量是女演员质量的2倍，秋千的质量不计，秋千的绳长为R，O点距地面高度为5R，不计空气阻力。求男演员落地点C与O点的水平距离。
正确答案
（1）BE
（2）
（2）设男演员质量为m1，女演员质量为m2,
从开始到最低点分离前：
分离过程动量守恒，向右为正：
分离后，对男演员，有：
分离后，对女演员，有：
由以上各式，解得
如图所示是做光电效应实验的装置简图。在抽成真空的玻璃管内，K为阴极（用金属铯制成，发生光电效应的逸出功为1.9eV），A为阳极。在a、b间不接任何电源，用频率为ν（高于铯的极限频率）的单色光照射阴极K，会发现电流表指针有偏转。这时，若在a、b间接入直流电源，a接正极，b接负极，并使a、b间电压从零开始逐渐增大，发现当电压表的示数增大到2.1 V时，电流表的示数刚好减小到零。求：（已知普朗克常量h=6.63×10-34 J·s）
（1）a、b间未接直流电源时，通过电流表的电流方向。
（2）从阴极K发出的光电子的最大初动能EK是多少焦？
（3）入射单色光的频率是多少？（最终结果保留3位有效数字）
正确答案
解：（1）向上
（2）对初动能最大的电子应用动能定理：0－EKm=-eUc
EKm=2.1ev=3.36×10-19 J
（3）根据hγ－W0=EKm
得γ=9.65×10-20 Hz
普朗克常量h=6.63×10-34 J·s，铝的逸出功W0=6.72×10-19 J，现用波长λ=200 nm的光照射铝的表面（结果保留三位有效数字）。
（1）求光电子的最大初动能；
（2）若射出的一个具有最大初动能的光电子正对一个原来静止的电子运动，求在此运动过程中两电子电势能增加的最大值（电子所受的重力不计）。
正确答案
解：（1）Ek=hv－W0v=c/λ
Ek=3.23×10-19 J
（2）增加的电势能来自系统损失的动能，当两电子的速度相等时电势能最大，由动量守恒mv0=2mv
损失的动能：
所以，电势能增加的最大值为1.62×10-19 J
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