高中 | 光电效应 题目答案及解析

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选修3-5

第十七章 波粒二象性

17.2 光的粒子性

光电效应

氢原子能级图如图所示,$a$$b$$c$分别表示原子在不同能级之间的三种跃迁途径,设在三种跃迁过程中,向外辐射的电磁波波长分别为$\lambda_{a}$$\lambda_{b}$$\lambda_{c}$

当氢原子的核外电子由外层轨道跃迁到内层轨道时,该氢原子$(\quad\ \ \ \ )$

["

放出光子,核外电子的动能增加

","

放出光子,核外电子的动能减少

","

吸收光子,核外电子的动能增加

","

吸收光子,核外电子的动能减少

"]
[["A"]]

当氢原子的核外电子由外层轨道跃迁到内层轨道时,从高能级跃迁到低能级,氢原子的能量减小,放出光子;根据库仑力提供向心力得$k\dfrac{e^{2}}{r^{2}}=m\dfrac{v^{2}}{r}$

可得核外电子的动能为$\dfrac{1}{2}mv^{2}=\dfrac{ke^{2}}{2r}$

可知氢原子的核外电子由外层轨道跃迁到内层轨道时,核外电子的动能增加。

故选:$\rm A$

三种跃迁所辐射出的电磁波中,波长最长的是$(\quad\ \ \ \ )$

["

$\\lambda_{a}$

","

$\\lambda_{b}$

","

$\\lambda_{c}$

"]
[["C"]]

由跃迁途径可知,三种跃迁过程中,$c$对应的能量差最小,辐射的光子能量最小,根据$\varepsilon=h\nu=h\dfrac{c}{\lambda}$

可知三种跃迁所辐射出的电磁波中,波长最长的是$\lambda c$

故选:$\rm C$

$a$跃迁中辐射出的光子能使某金属发生光电效应,且光电子的最大初动能为$0.4\;\rm eV$,则该金属的逸出功$W=$                 $\;\rm eV$

[["$9.8$"]]

$a$跃迁中辐射出的光子能量为$h\nu_{a}=E_{2}-E_{1}=10.2\;\rm eV$

$a$跃迁中辐射出的光子能使某金属发生光电效应,且光电子的最大初动能为$0.4\;\rm eV$,根据光电效应方程可得$E_{k}=h\nu_{a}-W$

可得该金属的逸出功$W=h\nu_{a}-E_{k}=10.2\;\rm eV-0.4\;\rm eV=9.8\;\rm eV$

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