
(2024·河南·校联考模拟预测)10. 19世纪末,人们发现当光照射在金属表面时,金属中的电子全因吸收光的能量而逸出金属表面,如图所示,这种现象称为光电效应。已知电子质量为m、电量为e,光速为c,若朗克常量为k。
(1)用波长为λ的光照射金属表面所产生的光电子垂直进入磁感强度为B的匀强磁场中做匀速圆周运动时,其最大半径为R,求金属的逸出功W;
(2)一个光源以的功率向四周均匀地发射能量。在离光源距离R=1.0m处放置一小锌板,锌的逸出功
,假设入射光的能量是连续平稳地垂直传给锌板,光的平均波长为λ。
①根据爱因斯坦的光子说和质能方程,证明光子动量(h是普朗克常量)。
②假设锌板完全吸收所有照射到它上面的能量。求:
a.锌板在垂直入射光方向上单位面积上受到光的平均作用力(用题目中的物理符号表示)。
b.按照经典电磁理论,锌板只需吸收足够的能量就可以逐出电子,若一个要被逐出的电子收集能量的圆形截面的半径约为一个典型原子的半径m,此光源照射条件下,用此光源照射时电子将被逐出的时间。
c.根据你的计算结果,你认为经典电磁理论在解释光电效应现象时是否合理?谈谈你的看法。
【答案】(1);(2)①见解析;②a.
;b.1088s;c.不合理,理由见解析
【解析】(1)由光电子做匀速圆周运动,由洛伦兹力提供向心力,解得
解得最大初动能
所以逸出功
(2)①根据,又
联立可得
设锌板的面积为S,t时间内锌板吸收的光子个数为N,有
由动量定理,解得
结合牛顿第三定律可得单位面积上受到光的平均压力。一个电子在单位时间内吸收的能量,逐出电子所需要的时间为t1,需要的能量为W,有
解得。由于光电效应现象产生光电子的时间极短,几乎不需时间累积,因此经典电磁理论在解释光电效应现象具有局限性,不合理。
1、本网站所提供的信息,只供教育教学参考之用。
2、本网站及其会员一概毋须以任何方式就任何信息传递或传送的失误、不准确或错误对用户或任何其他人士负任何直接或间接的责任。
3、在法律允许的范围内,本网站在此声明,不承担用户或任何人士就使用或未能使用本网站所提供的信息或任何链接或项目所引致的任何直接、间接、附带、从属、特殊、惩罚性或惩戒性的损害赔偿。
4、访问者在从事与本网站相关的所有行为(包括但不限于访问浏览、利用、转载、宣传介绍)时,必须以善意且谨慎的态度行事;访问者不得故意或者过失的损害本网站的各类合法权益,不得利用本网站以任何方式直接或者间接的从事违反中华人民共和国法律、国际公约以及社会公德的行为。对于访问者利用本网站提供的信息而作出的任何决策、决定以及其后果,本网站不承担任何责任
5、本网站图片,文字之类版权,本网站无法鉴别所上传图片或文字的知识版权,如果侵犯,请及时通知我们,本网站将在第一时间及时删除。
6、凡以任何方式登录本网站或直接、间接使用本网站资料者,视为自愿接受本网站声明的约束。
学习
shayun.cn
shayun.cn is an impactful and versatile domain name, perfect for businesses focused on innovation, startups, and personal development.
声明:
上述域名为私人所有,与任何企业或品牌无关!
Revised disclaimer:
This domain name is privately owned and is not affiliated with any company or brand.