一个单色光源向四周均匀地发射能量,功率为
,在离光源距离
处,正对光源放置一小块钾箔,钾的逸出功为
,假设入射光的能量是连续平稳地传给钾箔,单色光的波长为
,普朗克常量为
,光在真空中的速度为
。
(1)求该单色光使钾箔产生光电子的最大初动能;
(2)按照经典电磁理论,电子若持续累积吸收足够的能量就可以逃逸出钾箔,假设一个电子收集能量的圆形截面半径为
,求:
①电子被逐出的最短时间表达式;
②取
,
,
,
,通过数据论证经典电磁理论在解释光电效应现象时是否合理?谈谈你的看法。
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(1)求该单色光使钾箔产生光电子的最大初动能;
(2)按照经典电磁理论,电子若持续累积吸收足够的能量就可以逃逸出钾箔,假设一个电子收集能量的圆形截面半径为
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①电子被逐出的最短时间表达式;
②取
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更新时间:2024-05-06 10:35:55
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【推荐1】如图是研究光电效应的实验装置,某同学进行了如下操作。用频率为v1的光照射光电管,此时电流表中有电流。调节滑动变阻器,使微安表示数恰好变为0,记下此时电压表的示数U1;用频率为v2的光照射光电管,重复上述操作,记下电压表的示数U2。
(1)实验中滑动变阻器的滑片P应该向a端移动还是向b端移动?
(2)已知电子的电荷量为e,请根据以上实验,推导普朗克常量实验测定值的计算式。
(3)大功率微波对人和其他生物有一定的杀伤作用。实验表明,当人体单位面积接收的微波功率达到250 W/m2时会引起神经混乱。有一微波武器,其发射功率P为3×107 W。若发射的微波可视为球面波,请估算引起神经混乱的有效攻击的最远距离。(估算中取π ≈ 3)
(1)实验中滑动变阻器的滑片P应该向a端移动还是向b端移动?
(2)已知电子的电荷量为e,请根据以上实验,推导普朗克常量实验测定值的计算式。
(3)大功率微波对人和其他生物有一定的杀伤作用。实验表明,当人体单位面积接收的微波功率达到250 W/m2时会引起神经混乱。有一微波武器,其发射功率P为3×107 W。若发射的微波可视为球面波,请估算引起神经混乱的有效攻击的最远距离。(估算中取π ≈ 3)
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【推荐2】人们发现光电效应具有瞬时性和对各种金属都存在极限频率的规律。请问谁提出了何种学说很好地解释了上述规律?已知锌的逸出功为3.34 eV,用某单色紫外线照射锌板时,逸出光电子的最大速度为106 m/s,求该紫外线的波长λ。(电子质量me=9.11×10-31 kg,普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,1eV=1.60×10-19 J)
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【推荐1】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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(1)为了测得遏止电压,滑片
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a.求
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b.在
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(0.65)
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【推荐2】图1中K、A是密封在真空管中的两电极,电极K受到紫外线照射时能够发射电子。K、A间的电压大小可调,电源的正、负极亦可对调(当电极A的电势高于电极K的电势时,电压为正)。保持光强不变,改变电源的正、负极,以及移动变阻器的滑片,可得图2所示电流表示数I与电压表示数U之间的关系,当电压分别为
和
时,对应光电流的大小分别为0和
,光电流的最大值为
。已知电子电荷量值为e。
(1)根据
来求光电子的最大初动能
;
(2)当光电流为最大值
时,求单位时间内由电极K发出的光电子数n;
(3)某同学做了如下的尝试,还是用紫外线照射电极K,但光强变大,试着在图2中大致画出这种情况下I与U之间的关系曲线;
(4)一种经典模型,计算光电效应中电子获得逸出金属表面所需能量的时间
的方法如下:
一功率
的紫外光源(可看作点光源)向四周均匀辐射能量,距离光源
处放置一小块钾。假设:钾原子为球状且紧密排列,紫外光的能量连续且平稳地被这块钾正对光源的表面的原子全部吸收,并且每个原子吸收的能量全部给钾的最外层电子,使之逸出成为光电子。已知钾的逸出功
、其原子半径
,
。
根据上述信息,计算
的大小(结果保留三位有效数字)。并将计算结果与光电效应中“电子几乎是瞬时(约
)逸出金属表面”的实验结果作比较,判断上述经典模型是否合理。
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(1)根据
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(2)当光电流为最大值
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(3)某同学做了如下的尝试,还是用紫外线照射电极K,但光强变大,试着在图2中大致画出这种情况下I与U之间的关系曲线;
(4)一种经典模型,计算光电效应中电子获得逸出金属表面所需能量的时间
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一功率
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根据上述信息,计算
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