Question

17．如圖所示，陰極K用極限波長λ₀=0.66μm的金屬銫制成，用波長λ=0.50μm的綠光照射陰極K，調(diào)整兩極板電壓，當(dāng)A板電壓比陰極高處2.5V時(shí)，光電流達(dá)到飽和，電流表示數(shù)為0.64μA．
（1）求每秒陰極發(fā)射的電子數(shù)和電子飛出陰極時(shí)的最大初動(dòng)能；
（2）如果把照射到陰極的綠光光照強(qiáng)度增大為原來的2倍，求每秒鐘陰極發(fā)射的電子數(shù)和電子飛出陰極時(shí)的最大初動(dòng)能．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)飽和電流的大小得出每秒內(nèi)發(fā)出電子的總電量，結(jié)合電子電量得出每秒陰極發(fā)射的電子數(shù)．根據(jù)光電效應(yīng)發(fā)出求出光電子最大初動(dòng)能．
（2）入射光的強(qiáng)度變?yōu)樵瓉淼?倍，則每秒發(fā)射的電子數(shù)變?yōu)樵瓉淼?倍，光電子的最大初動(dòng)能不變．

解答 解：（1）光電流達(dá)到飽和時(shí)，陰極發(fā)射的光電子全部到達(dá)陽極A，陰極每秒鐘發(fā)射的光電子個(gè)數(shù)n=$\frac{{I}_{max}}{e}=\frac{0.64×1{0}^{-6}}{1.6×1{0}^{-19}}=4.0×1{0}^{12}$個(gè)．
根據(jù)光電效應(yīng)方程，光電子最大初動(dòng)能${E}_{km}=h\frac{c}{λ}-h\frac{c}{{λ}_{0}}$=6.63×10^-34×3×10⁸×$（\frac{1}{0.50×1{0}^{-6}}-\frac{1}{0.66×1{0}^{-6}}）$J=9.6×10^-20J．
（2）如果照射光的頻率不變，光強(qiáng)加倍，根據(jù)光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)規(guī)律，陰極每秒鐘發(fā)射的光電子數(shù)：
n′=2n=8.0×10¹²個(gè)
光電子的最大初動(dòng)能仍然是E_km=9.6×10^-20J．
答：（1）每秒陰極發(fā)射的電子數(shù)為4×10¹²個(gè)，最大初動(dòng)能為9.6×10^-20J．
（2）每秒鐘陰極發(fā)射的電子數(shù)為8.0×10¹²個(gè)，最大初動(dòng)能為9.6×10^-20J．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵掌握光電效應(yīng)方程，知道光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率有關(guān)，與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，入射光的強(qiáng)度影響單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出光電子數(shù)目．