高中物理 第二章 波粒二象性章末复习课检测[粤教版]选修3-5

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1、第二章波粒二象性【知识体系】[答案填写]　①ν0＝(W0为逸出功)　②hν＝mv＋W0　③干涉　④衍射　⑤光电效应　⑥康普顿效应⑦λ＝　⑧ΔxΔp≥主题1　光电效应1．光电效应现象的判断．光电流的大小每秒入射的光子数2．光电效应方程．光电效应方程的实质是能量的转化和守恒定律在光电效应现象中的反映，根据能量守恒定律，光电子的最大初动能与入射光子的能量和逸出功的关系为hν＝mv＋W0，这个方程叫爱因斯坦光电效应方程．73．光子被吸收的情况．光电效应中，光子与金属中的电子作用，光子整个被吸收，且电子一般一次

2、只能吸收一个光子；康普顿效应中，光子与晶体中的自由电子发生碰撞，电子只能吸收光子的部分能量．【典例1】　(2014·海南卷)(多选)在光电效应实验中，用同一种单色光，先后照射锌和银的表面，都能产生光电效应．对于这两个过程，下列四个物理量中，一定不同的是(　　)A．遏止电压　　B．饱和光电流C．光电子的最大初动能D．逸出功解析：不同的金属具有不同的逸出功，遏止电压为U0＝，光电子的最大初动能为Ekm＝hν－W0，饱和光电流由单位时间内的入射光子数决定，A、C、D正确．答案：ACD针对训练1．(2015·

3、上海卷)某光源发出的光由不同波长的光组成，不同波长的光的强度如图所示，表中给出了一些材料的极限波长，用该光源发出的光照射表中材料(　　)材料钠铜铂极限波长/nm541268196A．仅钠能产生光电子B．仅钠、铜能产生光电子C．仅铜、铂能产生光电子D．都能产生光电子解析：根据爱因斯坦光电效应方程可知，只要光源的波长小于某金属的极限波长，就有光电子逸出，该光源发出的光的波长小于100nm，小于钠、铜、铂三个的极限波长，都能产生光电子，故D正确，A、B、C错误．答案：D主题2　光源功率与光强度的区别与联系根

4、据爱因斯坦的光子说，光源的功率和光的强度，是两个不同的概念．(1)光源的功率(P)——光源每单位时间内辐射光子的能量，即P＝nhν，式中n表示光源单位时间内辐射的光子数．(2)光的强度(I)——在单位时间内垂直通过单位面积的光子的总能量，即I＝Nhν.式中N表示单位时间垂直通过单位面积的光子数．(3)在入射光频率不变的情况下，光强正比于单位时7间内照射到金属表面上单位面积的光子数，但若换用不同频率的光照时，即使光强相同，单位时间内照射到金属表面单位面积的光子数也不同．【典例2】　氦氖激光器发射波长为6

5、32.8nm的单色光，试计算这种光的一个光子的能量为多少？若该激光器的发光功率为18mW，则每秒钟发射多少个光子？解析：根据爱因斯坦光子学说，光子能量E＝hν，而λν＝c，所以E＝＝J＝3.14×10－19J.因为发光功率等于光子的总能量除以单位时间，所以1s内发射的光子数为n＝＝＝5.73×1016(个)．答案：3.14×10－19J　5.73×1016针对训练2．科学家设想未来的宇航事业中利用太阳帆来加速星际飞船，设该飞船所在地每秒内单位面积上的光子数为n，光子的平均波长为λ，太阳帆面积为S，反射

6、率为100%，假定太阳垂直射到太阳帆上，飞船的总质量为m.(1)求飞船加速度的表达式(光子动量p＝h/λ)；(2)若太阳帆是黑色的，飞船的加速度为多少？解析：(1)光子垂直打在太阳帆上再反射，动量的改变量为2p，根据动量定理得：FΔt＝n·2p，太阳帆上受到的光压力为F＝＝，故飞船的加速度a＝＝.(2)若太阳帆是黑色的，光子垂直打在太阳帆上不再反射，光子动量的改变为p，太阳帆上受到的光压力为F′＝，故太阳帆的加速度a′＝.答案：(1)　(2)主题3　波粒二象性1．微观粒子的波动性和粒子性不能理解为宏观

7、概念中的波和粒子．波动性和粒子性是微观粒子的两种固有属性，任何情况下二者都同时存在．2．描述光的性质的基本关系式ε＝hν和p＝中，能量ε和动量p是描述物质的粒子性的重要物理量，波长λ或频率ν是描述物质的波动性的典型物理量，它们通过普朗克常量h联系在一起．【典例3】　(2015·江苏卷)(多选)波粒二象性是微观世界的基本特征，7以下说法正确的有(　　)A．光电效应现象揭示了光的粒子性B．热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性C．黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释D．动能相等的质子和电子，它们

8、的德布罗意波长也相等解析：光电效应说明光的粒子性，所以A正确；热中子在晶体上产生衍射图样，即运动的实物粒子具有波的特性，即说明中子具有波动性，所以B正确；黑体辐射的实验规律说明电磁辐射具有量子化，即黑体辐射是不连续的、一份一份的，所以黑体辐射用光的粒子性解释，即C错误；根据德布罗意波长公式λ＝，p2＝2mEkm，又质子的质量大于电子的质量，所以动能相等的质子和电子，质子的德布罗意波长较短，所以D错误．答案：AB针对训练3．(2015·上海卷)用很弱的光做