Question

（8分）如圖所示，相距為d的兩平行金屬板A、B足夠大，板間電壓恒為U，有一波長(zhǎng)為的細(xì)激光束照射到B板上，使B板發(fā)生光電效應(yīng)，已知普朗克常量為h，金屬板B的逸出功為W，電子質(zhì)量為m，電荷量e，求：

（1）從B板逸出電子的最大初動(dòng)能。
（2）從B板運(yùn)動(dòng)到A板所需時(shí)間最短的光電子到達(dá)A板時(shí)的動(dòng)能；
（3）光電子從B板運(yùn)動(dòng)到A板時(shí)所需的最長(zhǎng)時(shí)間．

Answer 1

（1）Ek₀= h－ w   （2）E_k＝eU +h－w（3）t＝d                 

（1）時(shí)間最短的光電子，是以最大初動(dòng)能垂直B板飛出，由光電效應(yīng)方程，設(shè)最大初動(dòng)能為E_k0到達(dá)A板的動(dòng)能為E_k, 由光電效應(yīng)方程
h＝W＋Ek₀                                   （1）  2分
得Ek₀= h－ w                                 （2）  2分
（2）由動(dòng)能定理得
E_k＝E_k0+ eU                                    （3）  2分
聯(lián)立得　E_k＝eU +h－w                         （4）  2分
（3）時(shí)間最長(zhǎng)的光電子，是初速為0，或速度方向沿B板方向飛出的電子
由運(yùn)動(dòng)規(guī)律得
d ＝at²                                                                    （5）　1分
a ＝                                           （6）　1分
得t＝d                                       （7）   2分
本題考查電子的躍遷和光電效應(yīng)現(xiàn)象，由光電效應(yīng)方程可求得最大初動(dòng)能，一車(chē)電子在電場(chǎng)力作用下做勻減速運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力做功等于動(dòng)能的變化量，可求得末動(dòng)能大小，時(shí)間最長(zhǎng)的光電子，是初速為0，或速度方向沿B板方向飛出的電子，由電子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中做類(lèi)平跑運(yùn)動(dòng)，可求得運(yùn)動(dòng)時(shí)間