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如图所示,相距为d的两平行金属板A、B足够大,板间电压恒为U,有一波长为λ的细激...

如图所示,相距为d的两平行金属板AB足够大,板间电压恒为U,有一波长为λ的细激光束照射到B板中央,使B板发生光电效应,已知普朗克常量为h,金属板B的逸出功为W,电子质量为m,电荷量e.

求: (1)从B板运动到A板所需时间最短的光电子到达A板时的动能;

(2)光电子从B板运动到A板时所需的最长时间.

 

(1)(2) 【解析】 (1)时间最短的光电子,是以最大初动能垂直B板飞出,由光电效应方程,设最大初动能为Ek0 到达A板的动能为Ek, 由光电效应方程 h=W+Ek0(1) 2分 得Ek0= h- w (2) 2分 (2)由动能定理得 Ek=Ek0 + eU (3) 2分 联立得 Ek=eU +h-w (4) 2分 (3)时间最长的光电子,是初速为0,或速度方向沿B板方向飞出的电子 由运动规律得 d =at2 (5) 1分 a =(6) 1分 得t=d(7) 2分 本题考查电子的跃迁和光电效应现象,由光电效应方程可求得最大初动能,一车电子在电场力作用下做匀减速运动,电场力做功等于动能的变化量,可求得末动能大小,时间最长的光电子,是初速为0,或速度方向沿B板方向飞出的电子,由电子在匀强电场中做类平跑运动,可求得运动时间  
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考点分析:
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德布罗意认为:任何一个运动着的物体,都有着一种波与它对应,波长是,式中P是运动着的物体的动量,h 是普朗克常量。已知某种紫光的波长是440nm,若将电子加速,使它的德布罗意波波长是这种紫光波长的10-4倍,求:

(1)电子的动量的大小;

(2)试计算加速电压的大小。(电子质量m=9.1×10-31kg,电子电荷量e=1.6×10-19C,普朗克常量h=6.63×10-34J·s,加速电压的计算结果取一位有效数字)

 

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深沉的夜色中,在大海上航行的船舶依靠航标灯指引航道.如图所示是一个航标灯自动控制电路的示意图.电路中的光电管阴极K涂有可发生光电效应的金属.下表反映的是各种金属发生光电效应的极限频率和极限波长,又知可见光的波长在400~770 nm(1 nm=109m).

各种金属发生光电效应的极限频率和极限波长:

金属

极限频率(Hz)

4.545×1014

6.000×1014

8.065×1014

1.153×1015

1.529×1015

极限波长(μm)

0.660 0

0.500 0

0.372 0

0.260 0

0.196 2

 

根据图和所给出的数据,你认为:

(1)光电管阴极K上应涂有金属________

(2)控制电路中的开关S应和________(ab”)接触;

(3)工人在锻压机、冲床、钻床等机器上劳动时,稍有不慎就会把手压在里面,造成工伤事故.如果将上述控制电路中的电灯换成驱动这些机器工作的电机,这时电路中开关S应和________接触,这样,当工人不慎将手伸入危险区域时,由于遮住了光线,光控继电器衔铁立即动作,使机床停止工作,避免事故发生.

 

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太阳能直接转换成电能的基本原理是利用光电效应.如图所示是测定光电流的电路简图,光电管加正向电压.

(1)标出电源和电流表的正负极______________

(2)入射光应照在________极上.

(3)电流表读数是10 μA,则每秒钟从光电管阴极发射出的光电子至少是________

 

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某光电管的阴极是用金属钾制成的,它的逸出功为2.21 eV,用波长为2.5×10- 7 m的紫外线照射阴极,已知真空中的光速为3.0×108 m/s,元电荷为1.6×10-19 C,普朗克常量为6.63×10-34 J·s。则钾的极限频率是_______Hz,该光电管发射的光电子的最大初动能是________J。(保留二位有效数字)

 

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电子的运动受波动性的支配,对于氢原子的核外电子,下列说法正确的是(  )

A. 氢原子的核外电子可以用确定的坐标描述它们在原子中的位置

B. 电子绕核运动时,可以运用牛顿运动定律确定它的轨道

C. 电子绕核运动时,不遵从牛顿运动定律

D. 电子绕核运动的轨道其实是没有意义的

 

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