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[学生用书P75]
光电效应的规律和光电效应方程的应用[学生用书P75]
光电效应是单个光子和单个电子之间的相互作用产生的.金属中的某个电子只能吸收一个光子的能量,只有当吸收的能量足够克服原子核的引力而逸出时,才能产生光电效应,而光子的能量与光的频率有关,由此可解释光电效应的瞬时性和存在极限频率的原因.
光电效应方程实质上是能量转化和守恒定律在光电效应现象中的反映,根据能量守恒定律,光电子的最大初动能跟入射光子的能量hν和逸出功W的关系为mv2=hν-W,这个方程叫爱因斯坦光电效应方程.
有关光电效应的问题主要有两个方面:一是关于光电效应现象的判断,另一个就是运用光电效应方程进行简单计算.解题的关键在于掌握光电效应规律,明确各概念之间的决定关系.
小明用金属铷为阴极的光电管观测光电效应现象,实验装置示意图如图甲所示.已知普朗克常量h=6.63×10-34 J·s.
(1)图甲中电极A为光电管的________(填“阴极”或“阳极”);
(2)实验中测得铷的遏止电压Uc与入射光频率ν之间的关系如图乙所示,则铷的截止频率νc=________Hz,逸出功W0=________J;
(3)如果实验中入射光的频率ν=7.00×1014 Hz,则产生的光电子的最大初动能Ek=________J.
[解析] (1)电极A为光电管的阳极.
(2)由Uc-ν图象知,
铷的截止频率为νc=5.15×1014 Hz.
由W0=hν0得W0=3.41×10-19 J.
(3)由光电效应方程得:
Ek=hν-W0=6.63×10-34×7.00×1014 J-3.41×10-19 J=1.23×10-19 J.
[答案] (1)阳极 (2)5.15×1014 3.41×10-19
(3)1.23×10-19