Question

5．在研究光電效應(yīng)現(xiàn)象中，所作的I-U圖象，如圖所示．已知陰極材料的截止頻率為4.2×10¹⁴Hz，普朗克常數(shù)h=6.63×10^-34J•s，電子電量e=1.6×10^-19C．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）求：
①照射光的頻率γ；
②陰極K每秒鐘發(fā)射的光電子數(shù)n．

Answer 1

分析 （1）由圖知該裝置加反向電壓時(shí)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表的示數(shù)等于0.6V時(shí)，電流表示數(shù)為0，由動(dòng)能定理可求得光電子點(diǎn)的最大初動(dòng)能，根據(jù)光電效應(yīng)方程E_Km=hγ-W₀，求出照射光的頻率γ；
（2）根據(jù)飽和光電流以及電流的表達(dá)式即可求出．

解答 解：（1）由圖可知，當(dāng)該裝置所加的反向電壓是0.6V時(shí)，電流表示數(shù)為0，即遏止電壓 U_c=0.6V
根據(jù)動(dòng)能定理得：光電子點(diǎn)的最大初動(dòng)能為：E_km=eU_c=0.6eV=0.96×10^-19J
根據(jù)光電效應(yīng)方程E_Km=hγ-W₀=hγ-hγ₀
得：γ=$\frac{{E}_{km}}{h}+{γ}_{0}$．
代入數(shù)據(jù)得：γ=5.6×10¹⁴Hz
（2）由圖可知，飽和光電流等于0.5μA，所以陰極K每秒鐘發(fā)射的光電子數(shù)
n=$\frac{q}{e}=\frac{It}{e}=\frac{0.5×1}{1.6×1{0}^{-19}}$×10^-6=3.1×10¹²個(gè)
答：①照射光的頻率γ是5.6×10¹⁴Hz；
②陰極K每秒鐘發(fā)射的光電子數(shù)n是3.1×10¹²個(gè)．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵理解圖象的物理意義，由圖象讀出遏止電壓，同時(shí)要掌握光電效應(yīng)方程，并能靈活運(yùn)用．