Question

如圖，當電鍵S斷開時，用光子能量為2.5eV的一束光照射陰極P，發現電流表讀數不為零．合上電鍵，調節滑動變阻器，發現當電壓表讀數小于0.60V時，電流表讀數仍不為零；當電壓表讀數大于或等于0.60V時，電流表讀數為零．
（1）求此時光電子的最大初動能的大小．
（2）求該陰極材料的逸出功．

Answer 1

分析：光電子射出后，有一定的動能，若能夠到達另一極板則電流表有示數，當恰好不能達到時，說明電子射出的初動能恰好克服電場力做功，然后根據愛因斯坦光電效應方程即可正確解答．

解答：解：設用光子能量為2.5eV的光照射時，光電子的最大初動能為E_km，陰極材料逸出功為W₀，
當反向電壓達到U=0.60V以后，具有最大初動能的光電子也達不到陽極，
因此eU=E_km
由光電效應方程：E_km=hν-W₀
由以上二式：E_km=0.6eV，W₀=1.9eV．
所以此時最大初動能為0.6eV，該材料的逸出功為1.9eV．
答：（1）求此時光電子的最大初動能的大小是0.6eV．
（2）求該陰極材料的逸出功是1.9eV．

點評：正確理解該實驗的原理和光電效應方程中各個物理量的含義是解答本題的關鍵．