题目
当入射光的频谱成分不变时,产生的光电流与光强成正比A. 对B. 错
当入射光的频谱成分不变时,产生的光电流与光强成正比
A. 对
B. 错
题目解答
答案
A. 对
解析
考查要点:本题主要考查对光电效应规律的理解,特别是光电流与入射光强度的关系。
解题核心思路:
- 明确光电效应的基本规律:光电流的大小由单位时间内逸出的光电子数量决定,而光电子的数量与入射光的强度(光子数)成正比(当光子能量足够时)。
- 关键条件分析:题目中“频谱成分不变”意味着入射光的频率固定,且假设频率高于金属的截止频率(否则无光电流)。此时,光强增强对应单位时间内入射的光子数增加,从而直接导致光电流增大。
- 结论:在频率固定且满足光电效应条件时,光电流与光强成正比。
光电效应的核心公式:
光子能量 $E = h\nu$,其中 $\nu$ 为光频率,$h$ 为普朗克常量。
光电流 $I$ 与光强 $I_{\text{光强}}$ 的关系为:
$I = e \cdot N_{\text{光子}} \cdot \eta$
其中 $N_{\text{光子}}$ 为单位时间入射的光子数(与光强成正比),$\eta$ 为光电转换效率(与频率相关,固定频率时为定值)。
具体分析:
- 频率固定:题目中“频谱成分不变”说明 $\nu$ 固定,且 $\nu > \nu_0$($\nu_0$ 为截止频率),此时光子能量足够使电子逸出。
- 光强变化:光强 $I_{\text{光强}}$ 增大 $\Rightarrow N_{\text{光子}}$ 增大 $\Rightarrow 逸出的光电子数 $N_{\text{光子}} \cdot \eta$ 增大 $\Rightarrow 光电流 $I$ 增大。
- 正比关系:因 $I \propto N_{\text{光子}}$,而 $N_{\text{光子}} \propto I_{\text{光强}}$,故 $I \propto I_{\text{光强}}$。