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光电效应的应用 教师版


光电效应的应用
1.[2009 年 上海]光电效应的实验结论是:对于某种金属( ) A.无论光强多强,只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应 B.无论光的频率多低,只要光照时间足够长就能产生光电效应 C.超过极限频率的入射光强度越弱,所产生的光电子的最大初动能就越小 D.超过极限频率的入射光频率越高,所产生的光电子的最大初动能就越大 2.[2010 年 四川]用波长

为 2.0×10 4.7×10
-19 -7

m 的紫外线照射钨的表面,释放出来的光电子中最大的动能是
-34

J。由此可知,钨的极限频率是(普朗克常量 h=6.63×10 ) B.7.9× 14 Hz 10 C.9.8×1014 Hz

J· s,光速 c=3.0×108 m/s,结果取两

位有效数字)(

A.5.5×1014 Hz

D.1.2×1015 Hz

c 解析:由爱因斯坦的光电方程 h =Ekm+W,而金属的逸出功 W=hν0,由以上两式得,钨的极限频率 λ c Ekm 为:ν0= - =7.9×1014 Hz,B 项正确。 λ h 3. [2010 年 江苏]研究光电效应的电路如图 Z-1 所示。用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空 管的钠极板(阴极 K),钠极板发射出的光电子被阳极 A 吸收,在电路中形成光电流。下列光电流 I 与 A、K 之间的电压 UAK 的关系图像中,正确的是( )

解析:虽然入射光强度不同,但光的频率相同,所以截止电压相同;又因当入射光强时,单位时间逸 出的光电子多,饱和光电流大,所以选 C。 4.(5 分)[2010 年 江苏]钠金属中的电子吸收光子的能量,从金属表面逸出,这就是光电子。光电子从 金属表面逸出的过程中,其动量的大小__减小___(选填“增大”、“减小”或“不变”),原因是 4.(5 分)答案:减小 光电子受到金属表面层中力的阻碍作用(或需要克服逸出功) 5.在演示光电效应的实验中,原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连,用弧光灯照 射锌板时,验电器的指针张开一个角度,如图 15-1-5 所示,这时锌板带____正____ 电,指针带___正_____电.

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图 15-1-5 6.已知金属铯的逸出功为 W0,在光电效应实验中,要使铯表面发出的光电子的最 大初动能为 Ek,求入射光的波长应为多少? Ek+W0 解析:根据光电效应方程 Ek=hν-W0 可得入射光的频率为 ν= h 6.63×10 34×3×108 c hc 由 c=νλ 可得入射光的波长为 λ= = = m ν Ek+W0 ?1.0+1.9?×1.6×10-19 ≈4.3×10
-7 -

m.

7.(7 分)研究光电效应规律的实验装置如图 Z-5 所示,光电管的阴极材料为金属钾,其逸出功为 W0 =2.25 eV, 现用光子能量为 10.75 eV 的紫外线照射光电管, 调节变阻器滑片位置, 使光电流刚好为零。 求: (1)电压表的示数是多少? (2)若照射光的强度不变, 紫外线的频率增大一倍, 阴极 K 每秒内逸出的光电子数如何变化?到达阳极 的光电子动能为多大? (3)若将电源的正负极对调,到达阳极的光电子动能为多大? 解析:(1)由光电效应方程 Ek=hν-W0 得光电子最大初动能 Ek=8.50 eV

光电管两端加有反向电压,光电子由 K 向 A 减速运动。 由动能定理-eU=EkA-Ek Ek 因 EkA=0,则 U= =8.50 V。 e (2)设光的强度为 nhν,光强不变,频率增大一倍,则每秒入射的光子数 n 减为原来的一半,阴极 K 每 秒内逸出的光电子数也减为原来的一半, 由光电效应方程得光电子的最大初动能 E′k=hν′-W0=2hν-W0=19.25 eV 电子由阴极向阳极做减速运动。 由动能定理 -eU=E′kA-E′k,得 EkA′=10.75 eV (3)若将电源的正负极对调, 光电管上加有正向电压, 光电子从阴极向阳极做加速运动, 由动能定理 eU =EkA″-Ek, 得 EkA″=17.00 eV。 答案:(1)8.50 V (2)减半 10.75 eV (3)17.00 eV

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