物理魔方15量子论初步和原子核

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1、物理魔方15—量子论初步和原子核第一单元量子论初步第1课时光电效应光的波粒二象性要点一光电效应与光子说1.某金属在一黄光照射下,正好有电子逸出,下述说法中,哪种是正确的()A.增大光强,而不改变光的频率,光电子的最大初动能将不变B.用一束更大强度的红光代替黄光,仍能发生光电效应C.用强度相同的紫光代替黄光,光电流强度将不变D.用强度较弱的紫光代替黄光,有可能不发生光电效应答案A要点二光的波粒二象性2.物理学家做了一个有趣的实验:在光屏处放上照相用的底片.若减弱光的强度,使光子只能一个一个地通过狭缝.实验结果表明,如果曝

2、光时间不太长,底片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.曝光时间不太长时,底片上只能出现一些不规则的点子,表现出光的波动性B.单个光子通过双缝后的落点可以预测C.只有大量光子的行为才能表现出光的粒子性D.干涉条纹中明亮的部分是光子到达机会较多的地方答案D题型1对光电效应规律的理解【例1】关于光电效应,下列说法正确的是()A.光电子的最大初动能与入射光的频率成正比B.光电子的动能越大,光电子形成的电流强度就越大C.用不可见光照射金属一定比

3、用可见光照射同种金属产生的光电子的初动能要大D.对于任何一种金属都存在一个“最大波长”,入射光的波长必须小于这个波长,才能产生光电效应答案D题型2光电效应方程的应用【例2】如图所示,一光电管的阴极用极限波长为0的钠制成.用波长为λ的紫外线照射阴极,光电管阳极A和阴极K之间的电势差为U,光电流的饱和值为I.（1）求每秒由K极发射的电子数.（2）求电子到达A极时的最大动能.（普朗克常量为h,电子的电荷量为e）?答案（1）题型3“光子说”的应用【例3】根据量子理论,光子的能量E和动量p之间的关系式为E=pc,其中c表示光速,

4、由于光子有动量,照到物体表面的光子被物体吸收或反射时都会对物体产生压强,这就是“光压”,用I表示.（1）一台二氧化碳气体激光器发出的激光,功率为P0,射出光束的横截面积为S,当它垂直照射到一物体表面并被物体全部反射时,激光对物体表面的压力F=2p·N,其中p表示光子的动量,N表示单位时间内激光器射出的光子数,试用P0和S表示该束激光对物体产生的光压I.（2）有人设想在宇宙探测中用光作为动力推动探测器加速,探测器上安装有面积极大、反射率极高的薄膜,并让它正对太阳,已知太阳光照射薄膜对每1m2面积上的辐射功率为1.35kW

5、,探测器和薄膜的总质量为M=100kg,薄膜面积为4×104m2,求此时探测器的加速度大小（不考虑万有引力等其他的力）?答案（1）I=（2）3.6×10-3m/s2题型4光电结合问题【例4】波长为=0.17μm的紫外线照射至金属筒上能使其发射光电子,光电子在磁感应强度为B的匀强磁场中,做最大半径为r的匀速圆周运动时,已知r·B=5.6×10-6T·m,光电子质量m=9.1×10-31kg,电荷量e=1.6×10-19C.求:（1）光电子的最大动能.（2）金属筒的逸出功.答案（1）4.41×10-19J（2）7.3×10

6、-19J1.在演示光电效应的实验中,原来不带电的一块锌板与灵敏静电计相连,用弧光灯照射锌板时,静电计的指针张开一个角度,如图所示,这时（）A.锌板带正电,指针带负电B.锌板带正电,指针带正电C.锌板带负电,指针带正电D.锌板带负电,指针带负电答案B2.2003年全世界物理学家评选出“十大最美物理实验”,排名第一的为1961年物理学家利用“托马斯·杨”的双缝干涉实验装置,进行的电子干涉的实验.从辐射源辐射出的电子束经两靠近的狭缝后在显微镜的荧光屏上出现了干涉条纹(如图所示),该实验说明()A.光具有波动性B.光具有波粒

7、二象性C.微观粒子也具有波动性D.微观粒子也是一种电磁波答案C3.（2009·济宁模拟）人们发现光电效应具有瞬时性和对各种金属都存在极限频率的规律.请问谁提出了何种学说很好地解释了上述规律?已知锌的逸出功为3.34eV,用某单色紫外线照射锌板时,逸出光电子的最大速度为106m/s,求该紫外线的波长λ.（电子质量me=9.11×10-31kg,普朗克常量h=6.64×10-34J·s,1eV=1.60×10-19J）答案2.01×10-7m4.科学家设想未来的宇航事业中利用太阳帆板来加速星际飞船.“神舟”五号载人飞船在轨

8、道上运行期间,成功实施了飞船上太阳帆板的展开试验.设该飞船所在地每秒每单位面积（m2）接收的光子数为n,光子平均波长为λ,太阳帆板面积为S,反射率为100%,光子动量p=.设太阳光垂直射到太阳帆板上,飞船的总质量为m,求飞船加速度的表达式.若太阳帆板是黑色的,飞船加速度又为多少？答案第2课时玻尔原子理论物质波要点一玻尔理论、能级1