Question

8．某同学采用如图所示的实验装置来研究光电效应现象．当用某单色光照射光电管的阴极K时，会发生光电效应现象．闭合开关S，在阳极A和阴极K之间加上反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压，直至电流计中电流恰为零，此时电压表的电压值U称为反向遏止电压，根据反向遏止电压，可以计算光电子的最大初动能E_km．现分别用频率为ν₁、ν₂的单色光照射阴极，测量的反向遏止电压分别为U₁与U₂，设电子质量为m，电荷量为e，则用频率为ν₁的单色光照射阴极时光电子的最大初速度为$\sqrt{\frac{2e{U}_{1}}{m}}$，用上述符号表示普朗克常量$\frac{e（{U}_{1}-{U}_{2}）}{{v}_{1}-{v}_{2}}$．

Answer 1

分析 根据爱因斯坦光电效应方程求金属的逸出功和普朗克常量h，根据动能定理求光电子的最大初速度．

解答 解：根据爱因斯坦光电效应方程得：
hv₁=eU₁+W…①
hv₂=eU₂+W…②
由①得：金属的逸出功为：W=hv₁-eU_l．
联立①②得：h=$\frac{e（{U}_{1}-{U}_{2}）}{{v}_{1}-{v}_{2}}$；
光电子在电场中做减速运动，根据动能定理得：-eU₁=0-$\frac{1}{2}$m${v}_{m}^{2}$，
则得光电子的最大初速度为：v_m=$\sqrt{\frac{2e{U}_{1}}{m}}$；
故答案为：$\sqrt{\frac{2e{U}_{1}}{m}}$，$\frac{e（{U}_{1}-{U}_{2}）}{{v}_{1}-{v}_{2}}$．

点评 解决本题的关键掌握光电效应方程，知道最大初动能与遏止电压的关系．