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題號:12
題目:
12. 某一 LED 燈組,其光強度對波長的關係如圖 6所 示 , 黃 - 紅 光 範 圍 的 光 強 度 比
藍光範圍的光強度大很多。某生以此光源照射某一金屬,進行光電效應實驗,發
現皆可產生光電子,如圖 7所 示 。 設 可 變 直 流 電 源 的 電 位 為
關係
圖?
(A) (B) (C) (D) (E)
意見內容:
1. 現實狀況中,黃-紅光幾乎不會產生光電效應,此題目與事實不符,無法以實驗驗證,
違背科學實驗之精神。
2. 「皆可產生光電效應」可能造成解讀上的誤解。解讀一:所有光皆可產生光電子;解讀
二:LED 有藍光、紅-黃光兩種燈泡,雖皆可產生光電子,但紅-黃光燈泡產生光電子
極少;解讀三:「皆」為贅字,認定紅-黃光幾乎不會產生光電效應。
3. 飽和電流應該要出現在 V > 0 的地方。光電子的動能並非都是最大動能,光電子動能應
該符合費米-狄拉克分布,動能大的占少數,動能小的占多數,因此反向電壓一增加,
電流應該明顯下降,故在 V = 0 附近有明顯的斜率。但因選項(A)的曲線微分後可以得到
近似題目中強度對波長的關係圖,且有一些水平線段,代表可能有誤解所有光電子都是
最大動能,事實上,就算單頻光也不太會有水平線段出現。另外,動能分布超出高中範
圍,且兩段連續光譜的 I
-V
圖不易肉眼判斷。
4. 一般講的光強度是指「單位時間單位面積的光子數」,此處卻用%,意義不明。
5. 根據密立根光電實驗原圖,I
-
V圖符合指數函數。
6. 綜合上述幾點考量,此題建議送分。若要選出一個答案,此題答案為選項(D)較適合,因
V = 0 附近有較明顯的斜率。