1大学物理简明教程习题解答第12章 2010.9
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第12章 量子物理学
12-1 氦氖激光器发射波长632.8nm的激光。若激光器的功率为1.0mW，试求每秒钟所发射的光子数。
解 一个光子的能量E h 故每秒钟所发射的光子数
hc
，激光器功率P数值上等于每秒钟发射光子的总能量， N
PP 3.18 1015 1/s Ehc
12-2 某种材料的逸出功为3.00eV，试计算能使这种材料发射光电子的入射光的最大波长。
hc
解 光子的能量E ，要使这种材料发射光电子，入射光子的能量不能小于逸出功W，
即有
解得入射光的最大波长为
Emin
0
hc
0
W
hc
4.14 10 7 414 nm W
12-3 从铝中移去一个电子需要能量4.20eV。用波长为200nm的光投射到铝表面上，求：
（1）由此发射出来的最快光电子和最慢光电子的动能； （2）遏止电势差； （3）铝的红限波长。
解 （1）根据爱因斯坦光电效应方程 h Ekm W 最快光电子的动能
Ekmax
12hcmvm h W W 2
3.23 10 19 J 2.02 eV
最慢光电子逸出铝表面后不再有多余的动能，故Ekmin 0
（2）因最快光电子反抗遏止电场力所做的功应等于光电子最大初动能，即eUa Ekmax， 故遏止电势差
Ua
Ekmax
2.02 V e
hc
（3）波长为红限波长λ0的光子，具有恰好能激发光电子的能量，由λ0与逸出功的关系得铝的红限波长
0
0
W
hc
2.96 10 7 m 296 nm W
12-4 在一个光电效应实验中测得，能够使钾发射电子的红限波长为562.0nm。
（1）求钾的逸出功；
（2）若用波长为250.0nm的紫外光照射钾金属表面，求发射出的电子的最大初动能。 解 （1）波长为红限波长λ0的光子具有恰能激发光电子的能量，即光子能量等于逸出功 hchc W，得钾的逸出功 W 3.54 10 19 J 2.21 eV 由 0 0
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