Question

9．光電效應(yīng)的實驗電路圖如圖所示，一光電管的陰極用極限波長λ₀的鈉制成．用波長為λ的紫外線照射陰極，當(dāng)光電管陽極A和陰極K之間的電勢差為U時，電流表示數(shù)達(dá)到飽和光電流的值（當(dāng)陰極K發(fā)射的電子全部達(dá)到陽極A時，電路中的電流達(dá)到最大值，稱為飽和光電流）I．已知電子電量為e，光速為c，普朗克常量h．
（1）t秒內(nèi)由K極發(fā)射的光電子數(shù)目$\frac{It}{e}$；
（2）求電子到達(dá)A極時的最大動能hc（$\frac{1}{λ}-\frac{1}{{λ}_{0}}$）+eU
（3）如果電勢差U不變，而照射光的強(qiáng)度增到原值的三倍，此時電子到達(dá)A極時的最大動能hc（$\frac{1}{λ}-\frac{1}{{λ}_{0}}$）+eU；（用題中給的字母填寫）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)飽和電流的大小，結(jié)合n=$\frac{It}{e}$求出每秒內(nèi)由K極發(fā)射的光電子數(shù)目．
（2）根據(jù)光電效應(yīng)方程求出光電子的最大初動能，結(jié)合動能定理求出電子到達(dá)A極時的最大動能．
（3）入射光的強(qiáng)度影響單位時間內(nèi)發(fā)出光電子的數(shù)目，不影響光電子的最大初動能．

解答 解：（1）設(shè)每秒內(nèi)發(fā)射的電子數(shù)為n，則：n=$\frac{It}{e}$．
（2）由光電效應(yīng)方程可知：
E_km=hν-W₀
=h$\frac{c}{λ}$-h$\frac{c}{{λ}_{0}}$=hc（$\frac{1}{λ}-\frac{1}{{λ}_{0}}$）
在AK間加電壓U時，電子到達(dá)陽極時的動能為E_k，
E_k=E_km+eU
=hc（$\frac{1}{λ}-\frac{1}{{λ}_{0}}$）+eU．
（3）根據(jù)光電效應(yīng)規(guī)律，光電子的最大初動能與入射光的強(qiáng)度無關(guān)．
如果電壓U不變，則電子到達(dá)A極的最大動能不會變，仍然是hc（$\frac{1}{λ}-\frac{1}{{λ}_{0}}$）+eU．
故答案為：（1）$\frac{It}{e}$；（2）hc（$\frac{1}{λ}-\frac{1}{{λ}_{0}}$）+eU；（3）hc（$\frac{1}{λ}-\frac{1}{{λ}_{0}}$）+eU

點評 解決本題的關(guān)鍵掌握光電效應(yīng)方程，以及知道光的強(qiáng)度影響單位時間內(nèi)發(fā)出光電子的數(shù)目．