Question

10．用頻率為v₀的光照射某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)，測(cè)出光電流i隨電壓U的變化圖象如圖所示，該金屬的極限頻率v等于$\frac{h{v}_{0}-e{U}_{C}}{h}$，若照射到金屬上的光子有a%被金屬吸收，則這束光照射在金屬表面上的功率P=$\frac{{I}_{0}h{v}_{0}}{ea%}$．（已知普朗克常量為h，電子的帶電荷量為e）．

Answer 1

分析 吸收光子的能量一部分克服逸出功，剩下的轉(zhuǎn)化為電子的動(dòng)能，根據(jù)最大初動(dòng)能公式和動(dòng)能定理求出電子的最大初動(dòng)能，當(dāng)光電子的動(dòng)能恰好能克服電場(chǎng)力做功時(shí)的電壓即為遏止電壓，從而求出極限頻率．
根據(jù)q=It求出單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的光電子的個(gè)數(shù)，由比例關(guān)系求出照射到金屬上的光子的個(gè)數(shù)，然后結(jié)合光子的能量公式E=hv即可求出．

解答 解：由動(dòng)能定理，及U_c為遏止電壓；可知，電子的最大初動(dòng)能E_Km=eU_c
根據(jù)光電效應(yīng)方程，E_Km=hv-hv₀；
所以該金屬的極限頻率v=$\frac{h{v}_{0}-e{U}_{C}}{h}$
由于飽和光電流為I₀，可知單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的光電子的個(gè)數(shù)：n=$\frac{{I}_{0}}{e}$
照射到金屬上的光子有a%被金屬吸收，則照射到金屬上的光子的個(gè)數(shù)：N=$\frac{n}{a%}$=$\frac{{I}_{0}}{ea%}$
所以這束光照射在金屬表面上的功率P=N•hv₀=$\frac{{I}_{0}h{v}_{0}}{ea%}$
故答案為：$\frac{h{v}_{0}-e{U}_{C}}{h}$，$\frac{{I}_{0}h{v}_{0}}{ea%}$

點(diǎn)評(píng) 本題考查了產(chǎn)生光電效應(yīng)的原理和電子的最大初動(dòng)能公式，注意極限頻率與遏止電壓的關(guān)系．