题目
一定频率的单色光照射在某种金属上,测出其光电流的曲线如图中实钱所示。然后在光强度不变的条件下增大照射光的频率,测出其光电流的曲线如图中虚线所示。满足题意的图是( )A.__-|||-1-|||-1个B.__-|||-1-|||-1个C.__-|||-1-|||-1个D.__-|||-1-|||-1个
一定频率的单色光照射在某种金属上,测出其光电流的曲线如图中实钱所示。然后在光强度不变的条件下增大照射光的频率,测出其光电流的曲线如图中虚线所示。满足题意的图是( )
A.
B.
C.
D.
题目解答
答案

解析
本题考查光电效应的相关知识,解题的关键在于理解光强、光子能量、光子数、光电流以及反向遏止电压之间的关系。
- 分析光强、光子能量和光子数的关系:
- 光强$I$的计算公式为$I = nh\nu$,其中$n$是光子数,$h$是普朗克常量,$\nu$是光的频率。
- 当光强度$I$不变时,增大照射光的频率$\nu$,根据公式$n=\frac{I}{h\nu}$,可知光子数$n$会减少。
- 分析光子数与光电流的关系:
- 在光电效应中,一个光子会激励出一个电子。
- 由于光子数减少,那么光电效应激励出的电子数也减少。
- 光电流$I_{光}$与单位时间内通过的电子数成正比,所以光电流会减少。当达到饱和时,饱和光电流小于原来的电流,因此选项A、B错误。
- 分析光电子最大初动能与反向遏止电压的关系:
- 根据爱因斯坦光电效应方程$E_{k}=h\nu - W_{0}$,其中$E_{k}$是光电子的最大初动能,$W_{0}$是金属的逸出功。
- 因为材料的逸出功$W_{0}$恒定,入射光频率$\nu$越高,由方程可知产生的光电子最大初动能$E_{k}$就越大。
- 又因为$E_{k}=eU_{c}$($e$是电子电荷量,$U_{c}$是反向遏止电压),所以所需的反向遏止电压$U_{c}$也越大,故选项D正确。