Question

4．如图所示，当电键S断开时，用光子能量为2.5eV的一束光照射阴极P，发现电流表读数不为零．合上电键，调节滑动变阻器，当电压表读数大于或等于1.5V时，电流表读数减少为零．
①求此时光电子的最大初动能大小；
②该阴极材料的逸出功多少焦耳．

Answer 1

分析 光电子射出后，有一定的动能，若能够到达另一极板则电流表有示数，当恰好不能达到时，说明电子射出的初动能恰好克服电场力做功，然后根据爱因斯坦光电效应方程即可正确解答．

解答 解：设用光子能量为2.5eV的光照射时，光电子的最大初动能为E_km，阴极材料逸出功为W₀，
当反向电压达到U=1.5V以后，具有最大初动能的光电子也达不到阳极，
因此eU=E_km
由光电效应方程：E_km=hν-W₀
由以上二式：E_km=1.5eV，
W₀=1.0eV=1.6×10^-19J．
答：①此时光电子的最大初动能大小1.5eV；
②该阴极材料的逸出功1.6×10^-19焦耳．

点评 正确理解该实验的原理和光电效应方程中各个物理量的含义是解答本题的关键，注意单位的转换．