Question

5．在研究光电效应现象中，所作的I-U图象，如图所示．已知阴极材料的截止频率为4.2×10¹⁴Hz，普朗克常数h=6.63×10^-34J•s，电子电量e=1.6×10^-19C．（结果保留两位有效数字）求：
①照射光的频率γ；
②阴极K每秒钟发射的光电子数n．

Answer 1

分析 （1）由图知该装置加反向电压时，发现当电压表的示数等于0.6V时，电流表示数为0，由动能定理可求得光电子点的最大初动能，根据光电效应方程E_Km=hγ-W₀，求出照射光的频率γ；
（2）根据饱和光电流以及电流的表达式即可求出．

解答 解：（1）由图可知，当该装置所加的反向电压是0.6V时，电流表示数为0，即遏止电压 U_c=0.6V
根据动能定理得：光电子点的最大初动能为：E_km=eU_c=0.6eV=0.96×10^-19J
根据光电效应方程E_Km=hγ-W₀=hγ-hγ₀
得：γ=$\frac{{E}_{km}}{h}+{γ}_{0}$．
代入数据得：γ=5.6×10¹⁴Hz
（2）由图可知，饱和光电流等于0.5μA，所以阴极K每秒钟发射的光电子数
n=$\frac{q}{e}=\frac{It}{e}=\frac{0.5×1}{1.6×1{0}^{-19}}$×10^-6=3.1×10¹²个
答：①照射光的频率γ是5.6×10¹⁴Hz；
②阴极K每秒钟发射的光电子数n是3.1×10¹²个．

点评 解决本题的关键理解图象的物理意义，由图象读出遏止电压，同时要掌握光电效应方程，并能灵活运用．