Question

（1）人們發(fā)現(xiàn)光電效應(yīng)具有瞬時(shí)性和對(duì)各種金屬都存在極限頻率的規(guī)律．請(qǐng)問(wèn)誰(shuí)提出了何種學(xué)說(shuō)很好地解釋了上述規(guī)律？已知鋅的逸出功為3.34eV，用某單色紫外線照射鋅板時(shí)，逸出光電子的最大速度為10⁶m/s，求該紫外線的波長(zhǎng)λ（電子質(zhì)量m_e=9.11×10^-31kg，普朗克常量h=6.63×10^-34J?s，1eV=1.60×10^-19J）
（2）風(fēng)力發(fā)電是一種環(huán)保的電能獲取方式．圖為某風(fēng)力發(fā)電站外觀圖．設(shè)計(jì)每臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率為40kW．實(shí)驗(yàn)測(cè)得風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率約為20%，空氣的密度是1.29kg/m³，當(dāng)?shù)厮�平風(fēng)速約為10m/s，問(wèn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片長(zhǎng)度約為多少才能滿足設(shè)計(jì)要求？

Answer 1

分析：明確愛因斯坦的光子說(shuō)的內(nèi)容和正確應(yīng)用光電效應(yīng)方程即可解決（1）題；解決（2）題的關(guān)鍵是建立正確的模型，即風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電能．

解答：解：（1）愛因斯坦提出的光子說(shuō)很好的解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象．
由愛因斯坦光電效應(yīng)方程：E_K=hv-W₀   ①
光速、波長(zhǎng)、頻率之間關(guān)系：c=λv   ②
聯(lián)立①②得紫外線的波長(zhǎng)為：
λ=

hc

W0+ 1 2 m v 2 m

=

6.63×  10-34 ×3×108

3.34×1.6×10-19+0.5×9.11×10-31×(106)2

=3.23×10-7m．
（2）風(fēng)力發(fā)電過(guò)程是利用風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能；設(shè)發(fā)電機(jī)的葉片長(zhǎng)度為r，則單位時(shí)間內(nèi)吹過(guò)葉片的風(fēng)的體積為：V=vπr²
則單位時(shí)間內(nèi)風(fēng)的動(dòng)能為：EK=

1

2

mv2=

1

2

ρv3πr2   ①P=20%E_K  ②
聯(lián)立①②得風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片長(zhǎng)度為：r=10m．

點(diǎn)評(píng)：本題考察了光子說(shuō)、光電效應(yīng)方程、能量守恒定律，比較簡(jiǎn)單，但是在運(yùn)算中容易出錯(cuò)．