Question

13．如图甲所示是研究光电效应规律的光电管，用波长λ=0.50μm的绿光照射阴极K，实验测得流过G表的电流I与AK之间的电势差U_AK满足如图乙所示规律，取h=6.63×10^-34J•s，结合图象．求：（结果保留两位有效数字）

（1）每秒钟阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极K时的最大动能．
（2）该阴极材料的极限波长．

Answer 1

分析 根据电流的定义式求解发射的光电子数，根据截止电压求出电子的最大初动能；根据光电效应方程求解极限频率和波长，从而即可求解．

解答 解：（1）由图可知，最大光电流为0.64μA，则每秒钟阴极发射的光电子数：$n=\frac{I•t}{e}=\frac{0.64×1{0}^{-6}×1}{1.6×1{0}^{-19}}=4.0×1{0}^{12}$个
由图可知，发生光电效应时的截止电压是0.6V，所以光电子的最大初动能：E_km=e•U_截=0.60eV
（2）根据光电效应方程得：${E}_{km}=\frac{hc}{λ}-\frac{hc}{{λ}_{0}}$
代入数据得：λ=0.66μm
答：（1）每秒钟阴极发射的光电子数是4.0×10¹²个，光电子飞出阴极K时的最大动能是0.60eV．
（2）该阴极材料的极限波长是0.66μm．

点评 理解光电效应中极限频率的意义，会应用能量守恒定律求解频率，此类题目计算量较大，要细心．