Question

9．光电效应的实验电路图如图所示，一光电管的阴极用极限波长λ₀的钠制成．用波长为λ的紫外线照射阴极，当光电管阳极A和阴极K之间的电势差为U时，电流表示数达到饱和光电流的值（当阴极K发射的电子全部达到阳极A时，电路中的电流达到最大值，称为饱和光电流）I．已知电子电量为e，光速为c，普朗克常量h．
（1）t秒内由K极发射的光电子数目$\frac{It}{e}$；
（2）求电子到达A极时的最大动能hc（$\frac{1}{λ}-\frac{1}{{λ}_{0}}$）+eU
（3）如果电势差U不变，而照射光的强度增到原值的三倍，此时电子到达A极时的最大动能hc（$\frac{1}{λ}-\frac{1}{{λ}_{0}}$）+eU；（用题中给的字母填写）

Answer 1

分析 （1）根据饱和电流的大小，结合n=$\frac{It}{e}$求出每秒内由K极发射的光电子数目．
（2）根据光电效应方程求出光电子的最大初动能，结合动能定理求出电子到达A极时的最大动能．
（3）入射光的强度影响单位时间内发出光电子的数目，不影响光电子的最大初动能．

解答 解：（1）设每秒内发射的电子数为n，则：n=$\frac{It}{e}$．
（2）由光电效应方程可知：
E_km=hν-W₀
=h$\frac{c}{λ}$-h$\frac{c}{{λ}_{0}}$=hc（$\frac{1}{λ}-\frac{1}{{λ}_{0}}$）
在AK间加电压U时，电子到达阳极时的动能为E_k，
E_k=E_km+eU
=hc（$\frac{1}{λ}-\frac{1}{{λ}_{0}}$）+eU．
（3）根据光电效应规律，光电子的最大初动能与入射光的强度无关．
如果电压U不变，则电子到达A极的最大动能不会变，仍然是hc（$\frac{1}{λ}-\frac{1}{{λ}_{0}}$）+eU．
故答案为：（1）$\frac{It}{e}$；（2）hc（$\frac{1}{λ}-\frac{1}{{λ}_{0}}$）+eU；（3）hc（$\frac{1}{λ}-\frac{1}{{λ}_{0}}$）+eU

点评 解决本题的关键掌握光电效应方程，以及知道光的强度影响单位时间内发出光电子的数目．