Question

7．實驗室用功率P=1500W的紫外燈演示光電效應(yīng)．紫外線波長λ=253nm，陰極離光源距離d=0.5m，原子半徑取r=0.5×10^-10m，則陰極表面每個原子每秒鐘接收到的光子數(shù)為1.49．

Answer 1

分析 光沿著球面發(fā)射，根據(jù)ε=hν求解出一個光子的能量，求解1s內(nèi)打到金屬板1m²光子數(shù)，從而得出陰極表面每個原子每秒鐘接收到的光子數(shù)．

解答 解：離光源0.5m處的金屬板每1s內(nèi)單位面積上接受的光能為E=$\frac{Pt}{4πbb5nf1d^{2}}=\frac{1500×1}{4×3.14×0．{5}^{2}}≈150J/{m}^{2}s$．
光子能量ε=$\frac{hc}{λ}$=$6.67×1{0}^{-34}×\frac{3×1{0}^{8}}{253×1{0}^{-9}}$J=7.9×10^-19J．
則陰極表面每個原子接收到的光子數(shù)n=$\frac{π{r}^{2}}{1}•\frac{E}{ε}=\frac{3.14×（0.5×1{0}^{-10}）^{2}}{1}×\frac{150}{7.9×1{0}^{-19}}$=1.49個．
故答案為：1.49．

點評 本題關(guān)鍵是建立物理模型，根據(jù)光子能量以及輻射的能量進(jìn)行求解，難度中等．