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光电倍增管是用来将光信号转化为电信号并加以放大的装置,其主要结构为多个相同且平行的倍增极。为简单起见,现只研究其第1倍增极和第2倍增极,其结构如图所示。两个倍增极平行且长度均为2a,几何位置如图所示(...
题目内容:
光电倍增管是用来将光信号转化为电信号并加以放大的装置,其主要结构为多个相同且平行的倍增极。为简单起见,现只研究其第1倍增极和第2倍增极,其结构如图所示。两个倍增极平行且长度均为2a,几何位置如图所示(图中长度数据已知)。 当频率为v的入射光照射到第1倍增极上表面时,从极板上逸出的光电子最大速率为vm。 若加电场或磁场可使从第1倍增极逸出的部分光电子打到第2倍增极上表面,从而激发出更多的电子,实现信号放大。已知元电荷为e,电子质量为m,普朗克常量为h,只考虑电子在纸面内的运动,忽略相对论效应,不计重力。
(1)试求制作第1倍增极的金属材料的逸出功W。
(2)为使更多光电子达到第2倍增极,可在接线柱AB间接入一个电动势为E的电源,则到达第2倍增极的电子的最大动能是多少?
(3)若仅在纸面内加上垂直纸面的匀强磁场时,发现速度为2vm/5垂直第1倍增极出射的电子恰能全部到达第2倍增极上表面。忽略电场力的作用,试求:
(I)磁感强度B的大小和方向;
(II)关闭光源后多长时间仍有光电子到达第2倍增极上表面?
可能用到的三角函数值:sin11.50=0.20,sin150=0.26,sin370=0.60。
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