EJU 2003 年第 2 回 物理 第 18 题

图2中电流在0.38 V降至零，说明此阻遏电压足以阻止能量最大的光电子到达收集端。因此最大初动能为$K_{\max}=eV_s=(1.6\times10^{-19})\times0.38=0.608\times10^{-19}\ \mathrm J$。

每个入射光子的能量为$h\nu=(6.6\times10^{-34})(6.0\times10^{14})=3.96\times10^{-19}\ \mathrm J$。光电方程为$h\nu=W+K_{\max}$，其中W为克服金属束缚所需的逸出功。

所以$W=h\nu-eV_s=(3.96-0.608)\times10^{-19}=3.352\times10^{-19}\ \mathrm J$，按选项精度取约$3.4\times10^{-19}\ \mathrm J$。选项前公共单位已经含十的负十九次方，比较时只比较相应系数。

0.38 V是电压，乘元电荷后才是能量；所得约0.61倍公共单位是最大动能，也不是逸出功。逸出功应小于光子能量且为正，本结果符合。此题只需曲线的截止位置，不必把图中直线形式推广为所有金属的普遍光电流规律。

电流降至零表示最快光电子也无法越过电势差，故使用的是最大初动能，而非所有电子的平均动能。用平均量代入会改变光电方程的意义。解题时先圈出横轴的截止值，再独立算光子能量，最后作一次能量分配，能避免把图上某个数值直接当逸出功。所有能量统一为焦耳后相减，最后才按公共单位比较选项。