大学物理219.第19章思考题.doc

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大学物理219.第19章思考题

1、用频率为?1的单色光照射某一种金属时,测得光电子的最大动能为EK1;用频率为?2的单色光照射另一种金属时,测得光电子的最大动能为EK2。如果EK1 EK2,那么?1与?2的关系如何? 【答案:?1?2,也可能小于?2】 由于EK1 EK2,因此 由此解得 可见,如果W1W2,则?1?2,如果W1W2,?1?2是完全可能的。因此?1可能大于?2,?2。 2、已知某单色光照射在钠表面上,测得光电子的最大动能是1.2eV,而钠的红限波长是540nm,则入射光的波长是多少? 【答案:】 由此解得入射光的波长为 3、在均匀磁场B内放置一张很薄的金属片,其红限波长为??。用某种单色光照射,发现有电子放出,有一些光电子在垂直于磁场的平面内作半径为R的圆周运动。已知电子的质量为m,其电荷的绝对值为e。则照射光光子的能量是多少? 【答案:】 得电子的动量为 因此光电子的动能为 由爱因斯坦光电效应方程得照射光光子的能量为 4、用频率为??的单色光照射某种金属时,逸出光电子的最大动能为EK;如果改用频率为2??的单色光照射这种金属时,逸出光电子的最大动能变为多少? 【答案:】 以上两式相减即得用频率为2?的单色光照射这种金属时,逸出光电子的最大动能为 5、用频率为?1和?2的两种单色光,先后照射同一种金属时均能产生光电效应。已知这种金属的红限为?0,测得两次照射时的遏止电压|U02| = 2|U01|,则这两种单色光的频率关系如何? 【答案:】 解:由于|U| = 2|U01|,而EK|U0|,因此 由爱因斯坦光电效应方程 因此 由此解得这两种单色光的频率之间的关系为 6、在光电效应中发射的光电子最大初动能随入射光频率? 的变化关系如图19-8所示。由这个曲线怎样求出普朗克常数? 【答案:】 解:爱因斯坦光电效应方程 可见,图19-8中直线AC的斜率就等于普朗克常数h。即 7、在光电效应实验中,测得某金属的遏止电压|U0|与入射光频率?的关系曲线如图19-9所示,该金属的红限和5×1014Hz;2eV解:爱因斯坦光电效应方程 由此解得金属的遏止电压与入射光频率的关系为 可见,当|U0| = 0时的频率值就是金属的红限,因此 仅从图形的角度而言,当?=0时|U0|当?=0时h?0=-e|U0|, h?0,因此 8、保持光电管上的电压不变,如果入射单色光的光强增大,则从阴极逸出的光电子的最大初动能E0和飞到阳极的电子的最大动能EK如何变化? 【答案:E0和EK都不变化】 解:爱因斯坦光电效应方程 可知,从阴极逸出的光电子的最大初动能E0与入射单色光的频率?和被照射金属的逸出功W有关。“入射单色光的光强增大”的意思是说入射光的频率不变而光子数量增加,因此光电子的最大初动能E0不发生变化。 设光电管的管电压为U,则飞到阳极的电子的最大动能为 由于管电压U、入射单色光的频率?和被照射金属的逸出功W都不变,因此飞到阳极的电子的最大动能EK也不变。 9、以下是一些材料的逸出功:铍3.9eV、钯5.0eV、铯1.9eV、钨4.5eV。如果要制造能在可见光下工作的光电管,应该选择这些材料中的那一种? 【答案:铯】 解: 即可见光光子能量的范围为1.63~3.11 eV 10、某种金属产生光电效应的红限波长为?0,以波长为? (???0)的单色光照射该金属,金属释放出的电子的动量大小为多少? 【答案:】 由于光电子的速度远远小于光速,因此不必考虑相对论效应。因此光电子的动量大小为 11、已知钾的逸出功为2.0eV,如果用波长为360nm的光照射在钾上,则光电效应的遏止电压的大小等于多少?从钾表面发射出的电子的最大速度等于多少? 【答案:1.45V;7.14×105m/s解: 将该式代入光电效应方程 由爱因斯坦光电效应方程 12、一台无线电接收机接收到频率为108 Hz的电磁波的功率为1?W,则每秒接收到的光子数等于多少? 【答案:1.51×1019】 解: 1、在康普顿散射中,反冲电子的速度为光速的0.6倍,则因散射使电子获得的能量是其静止能量的多少倍? 解: 2、在康普顿效应实验中,散射光波长是入射光波长的1.2倍,则散射光子的能量与反冲电子的动能之比为多少? 解: 其中 散射光子的能量与反冲电子的动能之比为 由于?=1.20,因此 3、光子能量

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