Question

11．已知锌板的极限波长λ₀=372nm，氢原子的基态能量为-13.6eV，若氢原子的核外电子从量子数n=2跃迁到n=1时所发出的光子照射到该锌板上，此时能否产生光电效应？若能，光电子的最大初动能是多少电子伏？（真空中光速c=3×10⁸m/s，普朗克常量h=6.63×10^-34 J•s，电子电荷量e=1.6×10^-19 C）

Answer 1

分析 根据辐射光子的能量等于两能级间的能级差求出光子能量，结合光电效应发生条件，再根据光电效应方程求出光电子的最大初动能．

解答 解：氢原子跃迁发出光子的能量为：
E=E₂-E₁=$\frac{{E}_{1}}{{2}^{2}}$-E₁=10.2 eV=1.63×10^-18 J
锌板的逸出功为：W₀=h$\frac{c}{{λ}_{0}}$=$\frac{6.63×1{0}^{-34}×3×1{0}^{8}}{372×1{0}^{-9}}$ J=5.3×10^-19 J
因E＞W₀，所以能发生光电效应．  
由光电效应方程E_k=E-W₀  
代入数据得：E_k=1.10×10^-18 J
答：能产生光电效应，光电子的最大初动能是1.10×10^-18 J．

点评 解决本题的关键知道能级间跃迁时辐射的光子能量等于两能级间的能级差，以及掌握光电效应方程．