Question

16．小宇同學(xué)參加學(xué)�？萍技文耆A，設(shè)計了一個光電煙霧探測器．如圖，S為光源，有一束光束，當(dāng)有煙霧進(jìn)入探測器時，來自S的光會被煙霧散射進(jìn)入光電管 C，當(dāng)光射到光電管中的鈉表面（鈉的極限頻率為6.00×l0¹⁴Hz），會產(chǎn)生光電子，當(dāng)光電流大于10^-8 A時，便會觸發(fā)報警系統(tǒng)報警．下列說法正確的是（　　）

• A． 要使該探測器正常工作，光源S發(fā)出的光波波長不能小于0.5μm
• B． 光源S發(fā)出的光波能使光電管發(fā)生光電效應(yīng)，那么光源越強(qiáng)，光電煙霧探測器靈敏度越高
• C． 光束遇到煙霧發(fā)生散射是一種折射現(xiàn)象
• D． 若$\frac{n}{5%}$5%射向光電管C的光子會發(fā)生光電子，當(dāng)報警器報警時，每秒射向C鈉表面的光子最少數(shù)目是1.25×10¹² 個

Answer 1

分析 根據(jù)光電效應(yīng)方程，知光電子的最大初動能與入射光的頻率有關(guān)，入射光的頻率越大，光電子的最大初動能越大，然后結(jié)合光電煙霧探測器的特點(diǎn)，以及電流的定義式分析即可求解．

解答 解：A、根據(jù)E_km=hγ-W₀=$\frac{hc}{λ}-h{γ}_{0}$．光源S發(fā)出的光波最大波長：${λ}_{max}=\frac{c}{{γ}_{0}}=\frac{3×1{0}^{8}}{6.00×1{0}^{14}}=5×1{0}^{-7}m=0.5μm$，即要使該探測器正常工作，光源S發(fā)出的光波波長不能大于0.5μm．故A錯誤；
B、光源S發(fā)出的光波能使光電管發(fā)生光電效應(yīng)，那么光源越強(qiáng)，被煙霧散射進(jìn)入光電管 C的光越多，越容易探測到煙霧，即光電煙霧探測器靈敏度越高，故B正確．
C、光束遇到煙霧發(fā)生散射是一種反射現(xiàn)象．故C錯誤；
D、光電流等于10^-8 A時，每秒產(chǎn)生的光電子的個數(shù)：n=$\frac{It}{e}=\frac{1{0}^{-8}×1}{1.6×1{0}^{-19}}=6.25×1{0}^{10}$個，
每秒射向C鈉表面的光子最少數(shù)目：N=$\frac{n}{5%}$=$\frac{6.25×1{0}^{10}}{5%}$=1.25×10¹² 個，故D正確．
故選：BD

點(diǎn)評 該題屬于物理知識在日常生活中的應(yīng)用，解決本題的關(guān)鍵掌握光電效應(yīng)方程，知道光電子的數(shù)目與入射光的強(qiáng)度有關(guān)．