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，发现当电压表读数小于0.60V时，电流表读数为零．
（1）求此时光电子的最大初动能的大小；
（2）求该阴极材料的逸出功；
（3）求该阴极材料的截止频率．

Answer 1

分析 （1）根据遏止电压，结合动能定理求出光电子的最大初动能．
（2）根据光电效应方程求出阴极材料的逸出功．
（3）根据逸出功，结合W₀=hv₀求出阴极材料的截止频率．

解答 解：（1）当电压表读数小于0.60V时，电流表读数为零，可知遏止电压U_c=0.6V，
根据动能定理知，最大初动能E_km=eU_c=0.6eV．
（2）根据光电效应方程知，E_km=hv-W₀，
逸出功W₀=hv-E_km=2.5eV-0.6eV=1.9eV．
（3）根据W₀=hv₀得，截止频率${v}_{0}=\frac{{W}_{0}}{h}=\frac{1.9×1.6×1{0}^{-19}}{6.67×1{0}^{-34}}Hz$=4.56×10¹⁴Hz．
答：（1）光电子的最大初动能的大小为0.6eV；
（2）该阴极材料的逸出功为1.9eV；
（3）该阴极材料的截止频率为4.56×10¹⁴Hz．

点评 本题考查了光电效应方程的基本运用，知道遏止电压和最大初动能的关系，并能灵活运用．