诺贝尔物理学奖得主威拉德·博伊尔和乔治·史密斯的主要成就是发明了电荷耦合器件(CCD)图像传感器。他们的发明利用了爱因斯坦的光电效应原理。如图所示电路可研究光电
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诺贝尔物理学奖得主威拉德·博伊尔和乔治·史密斯的主要成就是发明了电荷耦合器件(CCD)图像传感器。他们的发明利用了爱因斯坦的光电效应原理。如图所示电路可研究光电
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诺贝尔物理学奖得主威拉德·博伊尔和乔治·史密斯的主要成就是发明了电荷耦合器件(CCD)图像传感器。他们的发明利用了爱因斯坦的光电效应原理。如图所示电路可研究光电效应规律。图中标有A和K的为光电管,其中K为阴极,A为阳极。理想电流计可检测通过光电管的电流,理想电压表用来指示光电管两端的电压。现接通电源,用光子能量为 10.5eV的光照射阴极K,电流计中有示数,若将滑动变阻器的滑片P缓慢向右滑动,电流计的读数逐渐减小,当滑至某一位置时电流计的读数恰好为零,读出此时电压表的示数为6.0V;现保持滑片P的位置不变,以下判断正确的是( )
A.光电管阴极材料的逸出功为4.5eV
B.若增大入射光的强度,电流计的读数不为零
C.若用光子能量为12eV的光照射阴极K,光电子的最大初动能一定变大
D.若用光子能量为9.5eV的光照射阴极K,同时把滑片P向左移动少许,电流计的读数一定不为零
答案
AC
解析
本题考查了光电效应实验。由电路图可知图中所加电压为反向减速电压,根据题意可知遏止电压为6 V,由
得
=4.5V,选项A正确;当电压达到遏止电压时,所有电子都不能到达A极,无论光强如何变化,电流计示数仍为零,选项B错;若光子能量增大,根据光电效应方程,光电子的最大初动能一定变大,选项C正确;若光子能量为9.5 eV的光照射阴极K,则遏止电压为5V,滑片P向左移动少许,电流计的读数仍为零,选项D错。
举一反三
以往我们认识的光电效应是单光子光电效应,即一个电子在短时间内能吸收到一个光子而从金属表面逸出。强激光的出现丰富了人们对于光电效应的认识,用强激光照射金属,由于其光子密度极大,一个电子在短时间内吸收多个光子成为可能,从而形成多光子电效应,这已被实验证实。光电效应实验装置示意如图。用频率为v的普通光源照射阴极k,没有发生光电效应,换同样频率为v的强激光照射阴极k,则发生了光电效应;此时,若加上反向电压U,即将阴极k接电源正极,阳极A接电源负极,在kA之间就形成了使光电子减速的电场,逐渐增大U,光电流会逐渐减小;当光电流恰好减小到零时,所加反向电压U可能是下列的(其中W为逸出功,h为普朗克常量,e为电子电量)
A.
B.
C.
D.
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负电子对撞后湮灭成三个频率相同的光子,已经普朗克常量为h,电子质量为m,电荷量为e,电磁波在真空中传播速度为c。则生成的光子所形成的一束光射人折射率为
的水中,其波长为
A.
B.
C.
D.
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普朗克常量
,铝的逸出功
,现用波长
的光照射铝的表面(结果保留三位有效数字)。
(1)求光电子的最大初动能;
(2)若射出的一个具有最大初动能的光电子正对一个原来静止的电子运动,求在此运动过程中两电子电势能增加的最大值(电子所受的重力不计)。
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下列说法中正确的是
。
A.光电效应实验揭示了光的粒子性
B.原子核发生一次β衰变,该原子核外就失去一个电子
C.原子核放出β粒子后,转变成的新核所对应的元素是原来的同位素
D.玻尔在研究原子结构中引进了量子化的观念
E.氢原子从低能级跃迁到高能级要吸收能量
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(6分)如图所示,与锌板相连的验电器的铝箔原来是张开的,现在让弧光灯发出的光照射到锌板,发现与锌板相连的验电器的铝箔张角变大,此实验事实说明
(填正确答案标号。选对1个得3分,选对2个得4分,选对3个得6分。每选错1个扣3分,最低得分为0分)
A.光具有波动性
B.光具有粒子性
C.铝箔张角大小与光照时间无关
D.若改用激光器发出的红光照射锌板,观察到验电器的铝箔张角则一定会变得更大
E. 验电器的铝箔原来带正电
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