2017-2018学年粤教版选修3-5 第二章 第二节 光 子 学案
2017-2018学年粤教版选修3-5    第二章 第二节 光 子   学案第5页

  

  [例2] 如图2-2-3所示,一光电管的阴极用极限波长λ0=5 000 \s\up6(°(°)的钠制成,用波长λ=3 000 \s\up6(°(°)的紫外线照射阴极,光电管阳极A和阴极K之间的电势差U=2.1 V,饱和光电流的值(当阴极K发射的电子全部到达阳极A时,电路中的电流达到最大值,称为饱和光电流)Im=0.56 μA。求:

  (1)每秒内由K极发射的光电子数目;

  (2)电子到达A极时的最大动能;

  (3)如果电势差U不变,而照射光的强度增到原值的三倍,此时电子到达A极的最大动能是多大?(普朗克常量h=6.63×10-34 J·s)

  [解析] (1)设每秒内发射的电子数为n,则

  n==个=3.5×1012个。

  (2)由光电效应方程可知

  Ekm=hν-W0=h-h=hc(-),

  在AK间加电压U时,电子到达阳极时的动能为Ek

  Ek=Ekm+eU=hc(-)+eU

  代入数值得Ek≈7.15×10-19 J。

  (3)根据光电效应规律,光电子的最大初动能与入射光的强度无关,如果电压U不变,则电子到达A极的最大动能不会变。

  [答案] (1)3.5×1012个 (2)7.15×10-19 J

  (3)7.15×10-19 J

  

  (1)光电效应实验规律可理解记忆:"放(出光电子)不放,看光限(入射光最低频率);放多少(光电子),看光强;(光电子的)最大初动能大小,看(入射光的)频率;要放瞬时放"。

  (2)对某种金属来说W为一定值,因而光子频率ν决定了能否发生光电效应打出电子和光电子的初动能大小。每个光子的一份能量hν与一个光电子的动能mv2对应。

  (3)金属的逸出功可由Ekm=hν-W0求得,若已知极限频率也可由W0=hν0求得。

  

2.在光电效应实验中,某金属的截止频率相应的波长为λ0,该金属的逸出功为______。若用波长为λ(λ<λ0)的单色光做该实验,则其遏止电压为________。已知电子的电荷量、真空中的光速和普朗克常量分别为e、c和h