问题
计算题
如图所示为光电管产生的光电子进行比荷测定的原理装置图。光电管中两块平行金属板间距离为d,其中N为锌板,受紫外线照射后激发出不同方向的光电子。开关S闭合,电流表A有读数,若调节变阻器R,逐渐增大极板间的电压,A表读数逐渐减小,当电压表示数为U时,A表读数恰好为零;断开S,在极板间加上垂直纸面的匀强磁场,当磁感应强度为B时,A表读数也恰好为零。
(1)若所加紫外线的波长为λ,则锌金属的逸出功为多大?
(2)求光电子的比荷为多大?
答案
解:(1)设光电子的最大初动能为,根据动能定理有:
①
又由光电效应方程得: ②
③
联立①、②、③解得 ④
(2)具有最大初动能的光电子在匀强磁场中做匀速圆周运动,其轨道半径r为时恰好无光电子到达M板,即
⑤
由牛顿第二定律得 ⑥
联立①、⑤、⑥得