Question

6．光電效應(yīng)是光具有粒子性的有力證據(jù)，圖中標(biāo)有A和K的為光電管，其中K為陰極，A為陽極，理想電流計(jì)可檢測通過光電管的電流，理想電壓表用來指示光電管兩端的電壓．
（1）當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，用光子能量為3.11eV的一束光照射陰極K，發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)不為零，合上電鍵，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表讀數(shù)小于1.21V時(shí)，電流表讀數(shù)仍不為零；當(dāng)電壓表讀數(shù)大于或等于1.21V時(shí)，電流表讀數(shù)為零．從上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，此時(shí)光電子的最大初動(dòng)能為1.21eV，該陰極材料的逸出功為1.90eV．若增大入射光的強(qiáng)度，電流計(jì)的讀數(shù)為零（選填“為零”或“不為零”）．
（2）現(xiàn)將電源正負(fù)極對調(diào)，合上電鍵，若光電管的陰極K用截止頻率為v的金屬銫制成，光電管陽極A和陰極K之間的電壓為U．用波長為λ的單色光射向陰極，產(chǎn)生了光電流．已知普朗克常量為h，電子電荷量為e，真空中的光速為c，則金屬銫的逸出功W=hv，光電子到達(dá)陽極A的最大動(dòng)能E_k=eU+h$\frac{c}{λ}$-hv．

Answer 1

分析 根據(jù)遏止電壓，結(jié)合動(dòng)能定理求出光電子的最大初動(dòng)能，結(jié)合光電效應(yīng)方程求出陰極材料的逸出功；
根據(jù)逸出功和極限頻率的關(guān)系求出金屬銫的逸出功W；
根據(jù)光電效應(yīng)方程求出光電子的最大初動(dòng)能，結(jié)合動(dòng)能定理求出光電子到達(dá)陽極的最大動(dòng)能．

解答 解：（1）接通開關(guān)，當(dāng)電壓表讀數(shù)大于或等于1.21V時(shí)，電流表讀數(shù)為零，遏止電壓為：U_c=1.21V
則光電子的最大初動(dòng)能為：E_km=eU_c=1.21eV．
根據(jù)光電效應(yīng)方程得：E_km=hv-W₀，
解得逸出功為：W₀=hv-E_km=3.11-1.21eV=1.90eV．
若增大入射光的強(qiáng)度，而頻率仍不變，則電流計(jì)的讀數(shù)為零；
（2）金屬銫的逸出功為：W=hv．
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=h$\frac{c}{λ}$-hv，
根據(jù)動(dòng)能定理得：eU=E_k-E_km，
解得光電子到達(dá)陽極的最大動(dòng)能為：E_k=eU+E_km=eU+h$\frac{c}{λ}$-hv．
故答案為：（1）1.21，1.90，為零；（2）hv，eU+h$\frac{c}{λ}$-hv．

點(diǎn)評 解決本題的關(guān)鍵知道最大初動(dòng)能與遏止電壓的關(guān)系，掌握光電效應(yīng)方程，并能靈活運(yùn)用；
解決本題的關(guān)鍵掌握光電效應(yīng)方程，知道逸出功與極限頻率的關(guān)系，注意本題求解的是到達(dá)陽極的電子最大動(dòng)能，不是發(fā)生光電效應(yīng)的最大初動(dòng)能．