如图为通过某光电管的光电流与两极间电压的关系,当用光子能量为4.5eV的蓝光照射光电管的阴极K时,对应图线与横轴的交点U1=-2.37V。(普朗克常量h=6.63×10-34J•s,电子电量e=1.6×10-19C)(以下计算结果保留两位有效数字)
(1)求阴极K发生光电效应的极限频率;
(2)当用光子能量为7.0eV的紫外线持续照射光电管的阴极K时,测得饱和电流为0.32μA,求阴极K单位时间发射的光电子数。
(1)求阴极K发生光电效应的极限频率;
(2)当用光子能量为7.0eV的紫外线持续照射光电管的阴极K时,测得饱和电流为0.32μA,求阴极K单位时间发射的光电子数。
更新时间:2022-02-18 08:16:50
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【推荐1】美国物理学家密立根用精湛的技术测量光电效应中几个重要的物理量,这项工作成了爱因斯坦方程式在很小误差范围内的直接实验证据。密立根的实验目的是:测量金属的遏止电压
与入射光频率
,由此计算普朗克常量h,并与普朗克根据黑体辐射得出的h相比较,以检验爱因斯坦光电效应方程式的正确性。如图乙所示,是根据某次实验作出的
图像,电子的电荷量
。试根据图像和题目中的已知条件:
(1)写出爱因斯坦光电效应方程;
(2)求这种金属的截止频率
;
(3)用图像的斜率k,写出普朗克常量h的表达式,并根据图像中的数据求出普朗克常量h。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a82fdae19790a62b15459d5c47078853.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/06b09bec6122ff51834335344ae13f29.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f151bbb9d44a3bc2d4dbb162e90eae3d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/432e0b53d3752d7d84ba1b5801d41080.png)
(1)写出爱因斯坦光电效应方程;
(2)求这种金属的截止频率
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/34ef4c4818a1b8a7774ba5983b2c0ec5.png)
(3)用图像的斜率k,写出普朗克常量h的表达式,并根据图像中的数据求出普朗克常量h。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/7/28/be554e55-9ec9-4ee7-a5be-40decc048c0e.png?resizew=516)
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【推荐2】电子撞击一群处于基态的氢原子,氢原子激发后能放出6种不同频率的的光子,然后让这6种光子照射逸出功为2.49eV的金属钠,已知氢原子的能级图如图所示,求:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/6/25/1974945781891072/1977256752300032/STEM/28609757d07d4220a767ac830636fb86.png?resizew=160)
(1)氢原子跃迁过程中释放的最大能量;
(2)金属钠发出的光电子的最大动能.
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/6/25/1974945781891072/1977256752300032/STEM/28609757d07d4220a767ac830636fb86.png?resizew=160)
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(2)金属钠发出的光电子的最大动能.
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【推荐1】用甲、乙、丙三种不同的单色光照射同一光电管,得到了如下图所示的三条光电流与电压之间的关系图线。分析比较三种情况下入射光频率、光电子最大初动能和饱和光电流之间的关系。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/8/15/b6e0e3d0-881b-4add-8831-c37ed6f103e1.png?resizew=178)
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【推荐2】利用如图甲所示的电路研究光电效应,以确定光电管中电子的发射情况与光照的强弱、光的频率等物理量间的关系。
是密封在真空玻璃管中的两个电极,
受到光照时能够发射电子。
与
之间的电压大小可以调整。移动变阻器的滑片,可以获得灵敏电流计示数
与电压表示数
之间的关系。
(1)为了测得遏止电压,滑片
应该往
还是
端移动?
(2)美国物理学家密立根通过该实验研究光电效应,从而验证了爱因斯坦光电效应方程的正确性。他在实验中测量出某种金属的遏止电压
和与之对应的入射光的频率
的多组数据,并利用这些数据作出
图线,如图乙所示。已知元电荷
。求普朗克常量
的数值。(运算结果保留2位有效数字)
(3)某同学设计了一种利用光电效应的电池,如图丙所示。K电极加工成球形,A电极加工成透明导电的球壳形状。已知
电极发射光电子的最小动能为
,最大动能为
,电子电荷量为
。假定照射到
电极表面的光照条件不变,单位时间射出的电子数目为
,所有射出的电子都是沿着球形结构半径方向向外运动,且忽略电子的重力及在球壳间的电子之间的相互作用。
a.求
之间的最大电势差
,以及将
短接时回路中的电流
;
b.在
间接上不同负载
时,电路中的电流可能会变化,求
在什么范围内变化,电流可保持不变。
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8b974c96430d008f93e1698c6d71a604.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e105760638b22b26ff8bec4354255e4c.png)
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(1)为了测得遏止电压,滑片
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(2)美国物理学家密立根通过该实验研究光电效应,从而验证了爱因斯坦光电效应方程的正确性。他在实验中测量出某种金属的遏止电压
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(3)某同学设计了一种利用光电效应的电池,如图丙所示。K电极加工成球形,A电极加工成透明导电的球壳形状。已知
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a.求
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b.在
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【推荐1】用如图所示的装置研究光电效应现象。用光子能量为2.75eV的光照射到光电管上时发生了光电效应,电流表的示数不为零;移动滑动变阻器的滑动触头,发现当电压表的示数大于或等于1.7V时,电流表示数为0。
(1)光电子的最大初动能是多少?遏止电压为多少?
(2)光电管阴极的逸出功又是多少?
(3)当滑动触头向a端滑动时,光电流变大还是变小?
(4)当入射光的频率增大时,光电子最大初动能如何变化?遏止电压呢?
(1)光电子的最大初动能是多少?遏止电压为多少?
(2)光电管阴极的逸出功又是多少?
(3)当滑动触头向a端滑动时,光电流变大还是变小?
(4)当入射光的频率增大时,光电子最大初动能如何变化?遏止电压呢?
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【推荐2】图甲是研究光电效应的实验电路,图乙是氢原子的能级示意图。用一群大量处于
能级的氢原子向低能级跃迁时所发出的光照射该金属K,并使a、b间的电压从零开始逐渐增大,发现当电压表的示数增大到7.49V时,电流表的示数刚好减小到零。已知电子电荷量
,普朗克常量
。
(1)照射金属K的光中有几种不同频率的光?求其中光子的能量最小值
;
(2)求金属K的逸出功
;
(3)求金属K的截止频率
。(结果保留两位小数)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/432e0b53d3752d7d84ba1b5801d41080.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cfce8f4e7ce717010c85f8c16bee9e4d.png)
(1)照射金属K的光中有几种不同频率的光?求其中光子的能量最小值
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a630cfebd5e826f5ef6cba7e0bd8734c.png)
(2)求金属K的逸出功
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/06b4faefb6ef84a8c02f148bb7c30479.png)
(3)求金属K的截止频率
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d61ed8045f1d1cfa1f644d5d8b62c5a5.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/26/2ca74fb2-b26e-4a22-8ac4-2214cb963470.png?resizew=389)
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【推荐3】金属锌受到一束紫外线照射时会不停地发射光电子,射出的光电子具有不同的方向,速度大小也不相同。真空中一对半径均为R1的圆形金属板P、Q圆心正对平行放置,两板距离为d,Q板中心镀有一层半径为R2(R2<R1)的圆形锌金属薄膜,两板带电时板间的电场可视为匀强电场,不考虑平行板的边缘效应。Q板受到频率为
的紫外线持续照射后,锌薄膜中的电子可吸收光的能量而逸出。现将两金属板P、Q与两端电压UPQ可调的电源、灵敏电流计G连接成如图所示的电路。已知只有锌金属薄膜发生光电效应,单位时间内从锌薄膜中逸出的光电子数为n,电子电量为e,忽略光电子的重力以及光电子之间的相互作用。光照条件保持不变,实验发现,当电源两端电压为Ue时,电流计示数恰好为零。
(1)被该紫外线照射出的光电子,最大速度vm是多少?
(2)实验发现,当UPQ大于或等于某一电压值Um时灵敏电流计示数始终为最大值Im,求Im和Um。
(3)随着科技的发展,强激光的出现丰富了人们对光电效应的认识,用强激光照射金属,一个电子在极短时间内吸收到多个光子成为可能。若用某强激光照射Q板时,一个电子在极短时间内能吸收2个光子,已知普朗克常量为h,求能使板极发生光电效应的该强激光的极限频率
。
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(1)被该紫外线照射出的光电子,最大速度vm是多少?
(2)实验发现,当UPQ大于或等于某一电压值Um时灵敏电流计示数始终为最大值Im,求Im和Um。
(3)随着科技的发展,强激光的出现丰富了人们对光电效应的认识,用强激光照射金属,一个电子在极短时间内吸收到多个光子成为可能。若用某强激光照射Q板时,一个电子在极短时间内能吸收2个光子,已知普朗克常量为h,求能使板极发生光电效应的该强激光的极限频率
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/06b09bec6122ff51834335344ae13f29.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/6/7/7ac6252d-7bd0-41c6-9b6a-16f121fffefb.png?resizew=197)
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