题目

如图甲为研究光电效应的电路图，用某光束进行实验时发现，当Uab大于12V时电流表示数将保持不变，而当时，电流表示数恰为零，已知电子电量为e=1.6×10-19C，普朗克常量为h=6.63×10-34J·s，则： （1） 阴极K处的金属表面逸出的光电子最大初动能为多少eV？ （2） 若以上述最大初动能逸出的光电子轰击处于基态的氢原子，氢原子可以全部或部分地吸收光电子的能量到达激发态，则受激发后的氢原子最多可放出几种频率的光子（图乙为氢原子能级图）？这几种光子中最长波长为多少？（保留3位有效数字） 答案： 解：依题意知，当Uab=−13V时，电流表示数恰为零，则有qUab=0−Ekm可得阴极K处的金属表面逸出的光电子最大初动能为Ekm=13eV 解：电子轰击氢原子时，核外电子可以部分吸收电子的能量从低能级跃迁到高能级，根据判断最多可跃迁到第4能级，即ΔE=E4−E1=12.75eV则最多可产生C42=6即6种不同频率的光子。根据En−Em=hv=hcλ可知从第4能级到第3能级时波长最长，有λmax=chE4−E3=3×108×6.63×10−34(−0.85+1.51)×1.6×10−19m=1.89×10−6m

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