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图1中K、A是密封在真空管中的两电极,电极K受到紫外线照射时能够发射电子。K、A间的电压大小可调,电源的正、负极亦可对调(当电极A的电势高于电极K的电势时,电压为正)。保持光强不变,改变电源的正、负极,以及移动变阻器的滑片,可得图2所示电流表示数I与电压表示数U之间的关系,当电压分别为-Ue和U1时,对应光电流的大小分别为0和I1,光电流的最大值为I2。已知电子电荷量为e。
(1)求光电子的最大初动能EK
(2)当所加电压为U1时,求单位时间内由电极K发出的光电子数n;
(3)一种经典模型,计算光电效应中电子获得逸出金属表面所需能量的时间Δt的方法如下:
一功率P=0.16W的紫外光源(可看作点光源)向四周均匀辐射能量,距离光源r=1m处放置一小块钾。假设:钾原子为球状且紧密排列,紫外光的能量连续且平稳地被这块钾正对光源的表面的原子全部吸收,并且每个原子吸收的能量全部给钾的最外层电子,使之逸出成为光电子。已知钾的逸出功W=2.3eV、其原子半径R=0.13nm,取元电荷e=1.6×10-19C。
根据上述信息,计算Δt的大小(结果保留三位有效数字)。并将计算结果与光电效应实验中“电子几乎是瞬时(约为10-9s量级)逸出金属表面的”实验结果作比较,判断上述经典模型是否合理。

【答案】(1)光电子的最大初动能为eUc
(2)当所加电压为U1时,单位时间内由电极K发出的光电子数为
I
2
e

(3)Δt的大小为544s,544s>>10-9s,说明该经典模型不合理。
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:265引用:4难度:0.4
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