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科學(xué)家利用如圖所示的電路研究光電效應(yīng),圖中K、A光束是密封在真空玻璃管中的兩個(gè)電極,K極受到光照時(shí)可能發(fā)射電子,已知電子電荷量為e,普朗克常量為h。
(1)當(dāng)有光照射K極,電流表的示數(shù)為I,求經(jīng)過(guò)時(shí)間t到達(dá)A極的電子數(shù)n。
(2)使用普通光源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),電子在極短時(shí)間內(nèi)只能吸收一個(gè)光子的能量。用頻率為ν0的普通光源照射K極,可以發(fā)生光電效應(yīng)。此時(shí),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片,當(dāng)電壓表的示數(shù)為U時(shí),電流表的示數(shù)減小為0。強(qiáng)激光的出現(xiàn)豐富了人們對(duì)光電效應(yīng)的認(rèn)識(shí),用強(qiáng)激光照射金屬,一個(gè)電子在極短時(shí)間內(nèi)吸收到多個(gè)光子成為可能。若用強(qiáng)激光照射K極時(shí),一個(gè)電子在極短時(shí)間內(nèi)能吸收n個(gè)光子,求能使K極發(fā)生光電效應(yīng)的強(qiáng)激光的極限頻ν。
(3)某同學(xué)研究為什么使用普通光源進(jìn)行電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)一個(gè)電子在很短時(shí)間內(nèi)不能吸收多個(gè)光子,他查閱資料獲得以下信息:原子半徑大小數(shù)量級(jí)為10-10m。若普通光源的發(fā)光頻率為6×1014Hz,其在1s內(nèi)直照時(shí)到1m2面積上的光的能量為106J;若電子吸收第一個(gè)光子能量不足以脫離金屬表面時(shí),在不超過(guò)10-8s的時(shí)間內(nèi)電子將該能量放給周?chē)佣謴?fù)到原狀態(tài)。為了進(jìn)一步分析,他建構(gòu)了簡(jiǎn)單模型:假定原子間沒(méi)有縫隙,一個(gè)原子范圍內(nèi)只有一個(gè)電子,且電子可以吸收一個(gè)原子范圍內(nèi)的光子。請(qǐng)利用以上資料,解決以下問(wèn)題。
a.普朗克常量h取6.6×10-34J?s,估算1s內(nèi)照射到一個(gè)原子范圍的光子個(gè)數(shù);
b.分析一個(gè)電子在極短時(shí)間內(nèi)不能吸收多個(gè)光子的原因。

【答案】(1)經(jīng)過(guò)時(shí)間t到達(dá)A極的電子數(shù)為
I
t
q
;
(2)能使K極發(fā)生光電效應(yīng)的強(qiáng)激光的最低頻率為
h
ν
0
?
e
U
nh
;
(3)a.1s內(nèi)照射到一個(gè)原子范圍的光子個(gè)數(shù)為7.93×104個(gè);
b.一個(gè)電子在極短時(shí)間內(nèi)不能吸收多個(gè)光子,原因見(jiàn)解析。
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/11/14 0:0:1組卷:77引用:1難度:0.5
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