Question

6．用金屬鈉做陰極材料的光電管，連接到如圖的電路中，已知能使電路中有光電流的最大波長(zhǎng)為5400A，若用波長(zhǎng)為434nm的紫光照射陰極K．求：
（1）陰極所釋放的光電子的最大初動(dòng)能是多少？
（2）將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片P向左移動(dòng)，使K極的電勢(shì)高于A極的電勢(shì)時(shí)，電流表中還有無光電流？當(dāng)U_OP為多大時(shí)，電流表中的電流為零？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)極限波長(zhǎng)的大小，求出金屬的逸出功，再根據(jù)光電效應(yīng)方程求出光電子的最大初動(dòng)能．
（2）根據(jù)最大初動(dòng)能，結(jié)合動(dòng)能定理求出遏止電壓的大小，即U_OP的大�。�

解答 解：（1）根據(jù)題意知，金屬鈉的逸出為：功${W}_{0}=h\frac{c}{{λ}_{0}}$=$6.63×1{0}^{-34}×\frac{3×1{0}^{8}}{5.4×1{0}^{-7}}$J=3.68×10^-19J，
根據(jù)光電效應(yīng)方程知，光電子的最大初動(dòng)能為：${E}_{km}=h\frac{c}{λ}-{W}_{0}$=$6.63×1{0}^{-34}×\frac{3×1{0}^{8}}{4.34×1{0}^{-7}}$-3.68×10^-19J=9×10^-20J．
（2）將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片P向左移動(dòng)，使K極的電勢(shì)高于A極的電勢(shì)時(shí)，即加上反向電壓，電流表仍然有電流．
根據(jù)E_km=eU_OP得：${U}_{OP}=\frac{{E}_{km}}{e}=\frac{9×1{0}^{-20}}{1.6×1{0}^{-19}}$V=0.56V．
即當(dāng)U_OP為0.56V時(shí)，電流表中的電流為零．
答：（1）陰極所釋放的光電子的最大初動(dòng)能是9×10^-20J．
（2）將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片P向左移動(dòng)，使K極的電勢(shì)高于A極的電勢(shì)時(shí)，電流表中仍然有電流，當(dāng)U_OP為0.56V時(shí)，電流表中的電流為零．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了光電效應(yīng)方程的基本運(yùn)用，通過極限波長(zhǎng)求出逸出功是關(guān)鍵，知道最大初動(dòng)能與遏止電壓的關(guān)系，基礎(chǔ)題．