Question

4．强激光的出现丰富了人们对光电效应的认识．用强激光照射金属时，由了其光子密度极大，一个电子在极短时间内吸收多个光子成为可能，从而形成多光子光电效应．氢原子的能级如图所示，一群氢原子受激发后处于n=3能级．当它们向基态跃迁时，辐射的光照射光电管阴极K，假设电子在极短时间内吸收两个光子形成光电效应．实验测得其遏止电压为10.92V．求：
（1）氢原子从n=3能级向基态跃迁，辐射光子的能量；
（2）逸出光电子的最大初动能E${\;}_{{K}_{初}}$；
（3）写出该光电管双光子光电效应方程，并求出逸出功．

Answer 1

分析 辐射光子的能量等于两能级间的能级差，根据遏止电压，结合E_km=eU_C求出最大初动能．根据光电效应方程求出逸出功．

解答 解：（1）氢原子从n=3能级向基态跃迁，辐射光子的能量为：
hv=E₃-E₁=-1.51+13.6eV=12.09eV．
（2）逸出光电子的最大初动能为：
E_k初=eU_C=10.92eV．
（3）根据光电效应方程得：
W₀=hv-E_k初=12.09-10.92eV=1.17eV．
答：（1）辐射的光子能量为12.09eV．
（2）逸出光电子的最大初动能为10.92eV．
（3）逸出功为1.17eV．

点评 解决本题的关键知道能级间跃迁满足的规律、遏止电压和最大初动能的关系，以及掌握光电效应方程，基础题．