Question

6．用金属钠做阴极材料的光电管，连接到如图的电路中，已知能使电路中有光电流的最大波长为5400A，若用波长为434nm的紫光照射阴极K．求：
（1）阴极所释放的光电子的最大初动能是多少？
（2）将滑动变阻器的滑动片P向左移动，使K极的电势高于A极的电势时，电流表中还有无光电流？当U_OP为多大时，电流表中的电流为零？

Answer 1

分析 （1）根据极限波长的大小，求出金属的逸出功，再根据光电效应方程求出光电子的最大初动能．
（2）根据最大初动能，结合动能定理求出遏止电压的大小，即U_OP的大小．

解答 解：（1）根据题意知，金属钠的逸出为：功${W}_{0}=h\frac{c}{{λ}_{0}}$=$6.63×1{0}^{-34}×\frac{3×1{0}^{8}}{5.4×1{0}^{-7}}$J=3.68×10^-19J，
根据光电效应方程知，光电子的最大初动能为：${E}_{km}=h\frac{c}{λ}-{W}_{0}$=$6.63×1{0}^{-34}×\frac{3×1{0}^{8}}{4.34×1{0}^{-7}}$-3.68×10^-19J=9×10^-20J．
（2）将滑动变阻器的滑动片P向左移动，使K极的电势高于A极的电势时，即加上反向电压，电流表仍然有电流．
根据E_km=eU_OP得：${U}_{OP}=\frac{{E}_{km}}{e}=\frac{9×1{0}^{-20}}{1.6×1{0}^{-19}}$V=0.56V．
即当U_OP为0.56V时，电流表中的电流为零．
答：（1）阴极所释放的光电子的最大初动能是9×10^-20J．
（2）将滑动变阻器的滑动片P向左移动，使K极的电势高于A极的电势时，电流表中仍然有电流，当U_OP为0.56V时，电流表中的电流为零．

点评 本题考查了光电效应方程的基本运用，通过极限波长求出逸出功是关键，知道最大初动能与遏止电压的关系，基础题．