Question

【題目】某光電管用金屬鈉作為陰極金屬，已知金屬鈉的逸出功為2.29eV，現用波長為300nm的光照射金屬鈉表面，普朗克常量h=6.63×10﹣34 Js，真空中的光速c=3.0×108m/s，電子電荷量e=1.6×10﹣19 C，1nm=10﹣9 m，求：
（1）金屬鈉的截止頻率
（2）光電子的最大初動能
（3）該光電管的遏止電壓．（結果均保留兩位有效數字）

Answer 1

【答案】
（1）解：根據逸出功W0=hν0，

解得截止頻率：ν0= Hz=5.5×1014 Hz；

答：金屬鈉的截止頻率5.5×1014 Hz；

（2）解：根據光電效應方程：Ek=hν﹣W0= ﹣W0= ﹣2.29×1.6×10﹣19=3.0×10﹣19 J

答：光電子的最大初動能3.0×10﹣19 J；

（3）解：光電子動能減小到0時，反向電壓即遏止電壓，

根據動能定理：eU=Ek，

代入數據得：U= ≈1.9 V

答：該光電管的遏止電壓1.9 V．

【解析】（1）依據逸出功W0=hν0，即可求解金屬鈉的截止頻率；（2）根據光電效應方程，即可求解光電子的最大初動能；（3）依據遏止電壓，再根據動能定理，即可求解．
【考點精析】解答此題的關鍵在于理解動能定理的綜合應用的相關知識，掌握應用動能定理只考慮初、末狀態，沒有守恒條件的限制，也不受力的性質和物理過程的變化的影響.所以，凡涉及力和位移，而不涉及力的作用時間的動力學問題，都可以用動能定理分析和解答，而且一般都比用牛頓運動定律和機械能守恒定律簡捷，以及對帶電微粒（計重力）在電場中的運動的理解，了解帶電顆粒:如液滴、油滴、塵埃、小球等，除有說明或明確的暗示以外，一般都不能忽略重力；由于帶電粒子在勻強電場中所受電場力與重力都是恒力，因此可以用兩種方法處理:①正交分解法;②等效“重力”法．