Question

如圖所示，相距為d的A、B兩平行金屬板足夠大，B板帶正電、A板帶負(fù)電，兩 板間電壓恒為U．一束波長為λ的激光照射到B板中央，能使B板發(fā)生光電效應(yīng)，且 B板發(fā)出的光電子有部分能到達(dá)A板．已知電子質(zhì)量為m，電荷量為e，B板材料的逸出功為W．
（1）求B板中發(fā)射出光電子的最大速率．
（2）從B板發(fā)射出的光電子，其速度方向與B板夾角θ最小為多少時，才能到達(dá)A板？

Answer 1

分析：根據(jù)光電效應(yīng)方程求出B板中發(fā)射光電子的最大速率．當(dāng)粒子在垂直與極板方向的速度減為零，不能到達(dá)A板的話，則不能到達(dá)A板，抓住臨界狀態(tài)，結(jié)合動能定理求出速度方向與B板夾角θ最小值．

解答：解：（1）根據(jù)光電效應(yīng)方程得：

1

2

mvm2=h

c

λ

-W．
則：vm=

2(hc-λW) λm

．
（2）設(shè)速度方向與B板夾角θ最小為θ，臨界情況是當(dāng)垂直與極板方向的速度恰好為零到達(dá)A板，根據(jù)動能定理得：-eU=0-

1

2

m(vmsinθ)2
解得：θ=arcsin

eUλ hc-Wλ

．
答：（1）B板中發(fā)射出光電子的最大速率vm=

2(hc-λW) λm

．
（2）從B板發(fā)射出的光電子，其速度方向與B板夾角θ最小為θ=arcsin

eUλ hc-Wλ

時，才能到達(dá)A板．

點評：本題考查光電效應(yīng)方程和動能定理的綜合運用，在第二問中，關(guān)鍵抓住臨界狀態(tài)，即垂直于極板方向的速度為零時恰好到達(dá)A板，結(jié)合動能定理進(jìn)行求解．