题目内容
太阳现正处于主序星演化阶段.它主要是由电子和
H、
He等原子核组成.维持太阳辐射的是他内部的核聚变反应,核反应方程是2
e+4
H→
He+释放核能,这些核能最后转化为辐射能.(1)已知质子质量mp,氦核的质量mα,电子质量me,光速c.试求每发生一次上述聚变反应所释放的核能.(2)用上述辐射中产生的波长为400nm某一单色光去照射逸出功为3.0×10-19J金属材料铯时,能否产生光电效应?若能,试求出产生的光电子的最大初动能.(普朗克常量h=6.63×10-34J?s)
1 1 |
4 2 |
0 -1 |
1 1 |
4 2 |
分析:根据爱因斯坦质能方程,结合质量亏损求出释放的核能.根据光电效应的条件判断能否发生光电效应,通过光电效应方程求出光电子的最大初动能.
解答:解:(1)根据爱因斯坦质能方程得,△E=△mc2=(4mp+2me-mα)c2
(2)单色光的能量为E=h
=6.63×10-34×
=4.9725×10-19J>3.0×10-19J
所以可以产生光电效应.最大初动能为Ekm=hv-W0=4.9725×10-19-3.0×10-19=1.9725×10-19J.
答:(1)每发生一次上述聚变反应所释放的核能为(4mp+2me-mα)c2.
(2)能够发生光电效应,光电子的最大初动能为1.9725×10-19J.
(2)单色光的能量为E=h
c |
λ |
3×10-8 |
4×10-7 |
所以可以产生光电效应.最大初动能为Ekm=hv-W0=4.9725×10-19-3.0×10-19=1.9725×10-19J.
答:(1)每发生一次上述聚变反应所释放的核能为(4mp+2me-mα)c2.
(2)能够发生光电效应,光电子的最大初动能为1.9725×10-19J.
点评:解决本题的关键掌握光电效应方程和爱因斯坦质能方程,并能灵活运用.
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