{Physical world}
——Originality：20%
美國《大眾科學》月刊網站報道，明尼蘇達大學的研究人員發現：一種具有獨特屬性的新型合金能夠將熱能直接轉化為電能．
具體而言，只要略微提高溫度，這種合金就會變成強磁性合金（strong magnetic alloy），從而使環繞它的線圈中產生電流，其簡化模型如圖所示（該圖為俯視圖）．A為圓柱形合金材料，B為線圈，套在圓柱形合金材料上，線圈的半徑大於合金材料的半徑．
Q：現對A進行加熱，則下列選項中哪一項一定成立？
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若原子的某內層電子被電離形成空位，其它層的電子躍遷到該空位上時，會將多餘的能量以電磁輻射的形式釋放出來，此電磁輻射就是原子的特徵x射線（characteristic X-ray）．
內層空位的產生有多種機制，其中的一種稱為內轉換（internal conversion），即原子中處於激發態的核躍遷回基態時，將躍遷時釋放的能量交給某一內層電子，使此內層電子電離而形成空位（被電離的電子稱為內轉換電子）．
214Po的原子核從某一激發態回到基態時，可將能量Eo=1.416MeV交給內層電子（如K、L、M層電子，K、L、M標記原子中最靠近核的三個電子層）使其電離．實驗測得從214Po原子的K、L、M層電離出的電子的動能分別為EK=1.323MeV、EL=1.399MeV、EM=1.412MeV．
Q：可能發射的特徵x射線的能量為多少？
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以往我們認識的光電效應是單光子光電效應（Single electron photoelectric effect），即一個電子在極短時間內只能吸收到一個光子而從金屬表面逸出。強激光的出現豐富了人們對於光電效應的認識，用強激光照射金屬，由於其光子密度極大，一個電子在極短時間內吸收多個光子成為可能，從而形成多光子光電效應（Multi electron photoelectric effect），這已被實驗證實。
光電效應實驗裝置示意如圖。
用頻率為ν的普通光源照射陰極K，沒有發生光電效應。換用同樣頻率ν的強激光照射陰極K，則發生了光電效應；此時，若加上反向電壓U，即將陰極K接電源正極，陽極A接電源負極，在KA之間就形成了使光電子減速的電場。逐漸增大U，光電流會逐漸減小。
Q：當光電流恰好減小到零時，所加反向電壓U可能是下列的哪幾項？（提示：其中W為逸出功，h為普朗克常量，e為電子電量）
①U=2hν-W；
②U=5/2hν-W；
③U=2hν/e-W/e；
④U=hν/e-W/e；
⑤U=hν-W；
⑥U=5/2hν/e-W/e。
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右圖是倫琴射線管（Roentgen ray tube）的結構示意圖。
電源E給燈絲K加熱，從而發射出熱電子（hot electron），熱電子在K、A間的強電場作用下高速向對陰極A飛去。電子流打到A極表面，激發出高頻電磁波（High frequency electromagnetic wave），這就是X射線（X-ray）。下列說法中正確的有哪兩項？
①P、Q間應接高壓交流電；
②P、Q間應接高壓直流電，且Q接正極；
③從A發出的X射線的頻率和P、Q間的交流電的頻率相同；
④K、A間是高速電子流即陰極射線，從A發出的是X射線即一種高頻電磁波。
