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1、作业2光的波粒二象性一、选择题(每小题6分,共48分)1.下列实验中,能证实光具有粒子性的是()A.光电效应实验B.光的双缝干涉实验C.光的圆孔衍射实验D光的色散实验答案：A2.在下列现象中,说明光具有波动性的是()A.光的直线传播B.光的衍射C.光的干涉D.光电效应答案：BC3.从光的波粒二象性出发,下列说法中正确的是()A.光子的频率越高,光子的能量越大.B.光子的频率越高,波动性越显著.C.在光的干涉实验中,亮纹处光子到达的概率大.D.大量光子显示波动性,少量光子显示粒子性.答案：A4.下列说法中,正确的是()A.爱因斯坦把
2、物理学带进了量子世界.B.光的波粒二象性推翻了麦克斯韦的电磁理论.C.光波与宏观现象中的连续波相同.D.光波是表示大量光子运动规律的一种概率波.答案：D5.物理学家做了个有趣的实验：在双缝干涉实验中,在光屏处放上照相底片,若减弱光电流的强度,使光子只能一个一个地通过狭缝实验结果表明,如果曝光时间不太长,底片上只能出现一些不规则的点子；如果曝光时间足够长,底片上就会出现规则的干涉条纹.对这个实验结果有下列认识,其中正确的是()A.曝光时间不长时,光的能量太小,底片上的条纹看不清楚,故出现不规则的点子.B.单个光子的运动没有确定的轨道
3、.C.干涉条纹中明亮的部分是光子到达机会较多的地方.D.只有大量光子的行为才表现出波动性.答案：BCD6.若某光谱线的波长为λ,则此光谱线中光子的()A.频率为λ/cB.能量为C.动量为h/λD.质量为答案：BCD7光在真空中的波长为λ,速度为c,普朗克常量为h现在以入射角α由真空射入水中,折射角为r,则()A.r>αB.光在水中的波长为C.每个光子在水中的能量为D.每个光子在水中的能量为答案：D8.科学研究表明：能最守恒和动量守恒是自然界的普遍规律从科学实践的角度来看,迄今为止,人们还没有发现这些守恒定律有任何例外相反,每当在实
4、验中观察到似乎是违反守恒定律的现象时,物理学家们就会提出新的假设来补救,最后总是以有新的发现而胜利告终如人们发现,在两个运动着微观粒子的电磁相互作用下,两个粒子的动量的矢量和似乎是不守恒的这时物理学家又把动量的概念推广到了电磁场,把电磁场的动量也考虑进去,总动量就又守恒了.现将沿一定方向运动的光子与一个原来静止的自由电子发生碰撞,碰后自由电子向某一方向运动,而光子沿另一方向散射出去这个散射出去的光子与入射前相比较()A.速率增大B.波长增大C.频率增大D.能量增大答案：B二、填空题(共10分)9.某色光的频率为5.6x1014Hz
5、,其光子的能量为________J,当它进入某介质时,波长为4×10-7m,则此介质的折射率为________.(普朗克常量h=6.63×10-34J·s)答案：，1.35三、计算题(共42分)10.(12分)照到地面的太阳光的平均波长是5×10-7m.地面每平方米面积上获得太阳光的功率为8w,则每秒落到地面1m2面积上的光子数是多少?当人仰望太阳(人眼瞳孔的直径为10mm),每秒进入眼睛的光子数是多少?答案：11.(12分)一台激光器发光功率为P,发出的激光在折射率为n的介质中波长为λ,若真空中光速为c,普朗克常量为h,则激光器
6、在时间t内辐射的光子数为多少?若电脑记录下的激光由发射到返回的时间差为△t,求被测物到激光源的距离.答案：12.(18分)自然界中的物体由于具有一定的温度,会不断向外辐射电磁波,这种辐射与温度有关,称为热辐射.热辐射具有如下特点：①辐射的能量中包含各种波长的电磁波；②物体的温度越高,单位时间从物体表面单位面积上辐射的能量越大；③在辐射的总能量中,各种波长所占的百分比不同处在一定温度的物体在向外辐射电磁能量的同时,也要吸收由其他物体辐射的电磁能量.如果它处在平衡状态,则能量保持不变若不考虑物体表面性质对辐射与吸收的影响,我们定义一种
7、理想的物体,它能100％地吸收入射到其表面的电磁辐射,这样的物体称为黑体单位时间内从黑体表面单位面积辐射的电磁波的总能量与黑体绝对温度的四次方成正比,即P0=δT4,其中常量δ=5.67×10-8W／(m2·K4)在下面的问题中,把研究对象都简单地看做黑体有关数据及数学公式为：太阳半径Rs=69600km,太阳表面温度T=5770K,火星半径r=3395km,球面积S=4πR2,其中R为半径.(1)太阳热辐射能量的绝大多数集中在波长为2x10-7～2×10-5m内,求相应频率范围；(2)每小时从太阳表面辐射的总能量为多少；(3)火
8、星受到来自太阳的辐射可以认为垂直射到面积为πr2(r为火星半径)的圆盘上,已知太阳到火星的距离约为太阳半径的400倍,忽略其他天体及宇宙空间的辐射,试估算火星的平均温度答案：(1)～Hz，(2)J，(3)204K作业3能级一、选择题(每小题6分,共
