Question

【題目】雙金屬板由兩塊擦亮的銀和鋰厚平板組成，把板放在真空中，先用波長為（大于銀的極限波長，但小于鋰的極限波長）的單紫色光垂直照在銀面鏡上，再將板翻過180°，則作用在板上的力變化多少倍？假設落在鋰表面上的光子中引起光電效應的光子占所有光子數的比例為，且光電子都以最大可能速度垂直平面飛出，鋰的逸出功為，電子的質量為.

Answer 1

【答案】

【解析】

設在時間內有個光子射在板面上，每個光子能量、動量. 由于小于銀的逸出功，所有光子都被鏡面反射，傳給板的總沖量為，則對板的作用力為.

當板翻過來后，光子開始從鋰表面打出光電子. 根據愛因斯坦光電效應方程可求得光電子的速度為.

每個逸出的光電子傳遞給板的動量. 因此，當光照射時鋰表面受到的作用力為

.

（對于公式中的第1項，我們忽略了光子被吸收而沒有被反射部分引起的作用力）

于是.

光子有能量，亦有動量. 光照射在物體上時，相當于流體連續作用在物體上的情形，由此產生作用力，通常稱為光壓，光壓通常作為命題背景出現在競賽試題中，本題只是這方面的示例.在本題的模型中，應該有，力的增大是由于光電子動量比打出光電子的光子的動量大許多倍.