题目内容

17.如图所示,阴极K用极限波长λ0=0.66μm的金属铯制成,用波长λ=0.50μm的绿光照射阴极K,调整两极板电压,当A板电压比阴极高处2.5V时,光电流达到饱和,电流表示数为0.64μA.
(1)求每秒阴极发射的电子数和电子飞出阴极时的最大初动能;
(2)如果把照射到阴极的绿光光照强度增大为原来的2倍,求每秒钟阴极发射的电子数和电子飞出阴极时的最大初动能.

分析 (1)根据饱和电流的大小得出每秒内发出电子的总电量,结合电子电量得出每秒阴极发射的电子数.根据光电效应发出求出光电子最大初动能.
(2)入射光的强度变为原来的2倍,则每秒发射的电子数变为原来的2倍,光电子的最大初动能不变.

解答 解:(1)光电流达到饱和时,阴极发射的光电子全部到达阳极A,阴极每秒钟发射的光电子个数n=$\frac{{I}_{max}}{e}=\frac{0.64×1{0}^{-6}}{1.6×1{0}^{-19}}=4.0×1{0}^{12}$个.
根据光电效应方程,光电子最大初动能${E}_{km}=h\frac{c}{λ}-h\frac{c}{{λ}_{0}}$=6.63×10-34×3×108×$(\frac{1}{0.50×1{0}^{-6}}-\frac{1}{0.66×1{0}^{-6}})$J=9.6×10-20J.
(2)如果照射光的频率不变,光强加倍,根据光电效应实验规律,阴极每秒钟发射的光电子数:
n′=2n=8.0×1012个
光电子的最大初动能仍然是Ekm=9.6×10-20J.
答:(1)每秒阴极发射的电子数为4×1012个,最大初动能为9.6×10-20J.
(2)每秒钟阴极发射的电子数为8.0×1012个,最大初动能为9.6×10-20J.

点评 解决本题的关键掌握光电效应方程,知道光电子的最大初动能与入射光的频率有关,与入射光的强度无关,入射光的强度影响单位时间内发出光电子数目.

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