Question

【題目】雙金屬板由兩塊擦亮的銀和鋰厚平板組成，把板放在真空中，先用波長為（大于銀的極限波長，但小于鋰的極限波長）的單紫色光垂直照在銀面鏡上，再將板翻過180°，則作用在板上的力變化多少倍？假設(shè)落在鋰表面上的光子中引起光電效應(yīng)的光子占所有光子數(shù)的比例為，且光電子都以最大可能速度垂直平面飛出，鋰的逸出功為，電子的質(zhì)量為.

Answer 1

【答案】

【解析】

設(shè)在時(shí)間內(nèi)有個(gè)光子射在板面上，每個(gè)光子能量、動(dòng)量. 由于小于銀的逸出功，所有光子都被鏡面反射，傳給板的總沖量為，則對板的作用力為.

當(dāng)板翻過來后，光子開始從鋰表面打出光電子. 根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程可求得光電子的速度為.

每個(gè)逸出的光電子傳遞給板的動(dòng)量. 因此，當(dāng)光照射時(shí)鋰表面受到的作用力為

.

（對于公式中的第1項(xiàng)，我們忽略了光子被吸收而沒有被反射部分引起的作用力）

于是.

光子有能量，亦有動(dòng)量. 光照射在物體上時(shí)，相當(dāng)于流體連續(xù)作用在物體上的情形，由此產(chǎn)生作用力，通常稱為光壓，光壓通常作為命題背景出現(xiàn)在競賽試題中，本題只是這方面的示例.在本題的模型中，應(yīng)該有，力的增大是由于光電子動(dòng)量比打出光電子的光子的動(dòng)量大許多倍.