台北市立万芳高级中学物理科讲义

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1、臺北市立萬芳高級中學物理科講義─近代物理物理教學研究會編製電子的發現(Tofindtheelectron)1.一電子束垂直於電場方向射入兩平行帶電偏向板中，電場強度為−eEE，板長為A，離開電場區域時的偏離距離為d，而再加一均勻磁場於其中，磁場強度為B，而使電子束不產生偏向，則(A)電場E、d磁場B與電子速度v，三者方向有何關係？(B)電子的荷質比e/mKKK22為多少？【(A)EBv=×(B)2dE/BA】A答：(A)【】(B)【】2.一帶電離子經電位差V加速之後，垂直進入磁場B中，測定它在磁場中做圓周運動的軌道半

2、徑為R，(1)求此離子的荷質比q/m=？(2)若離子束之速度與磁場之夾角為θ，22222其軌道半徑為r，則荷質比q/m=？【(1)2V/BR(2)2Vsinθ/Br】答：(1)【】(2)【】3.英國物理學家湯木生利用陰極射線的研究，測出電子的，而美國物理學家密立坎利用油滴實驗測出的是電子的。湯木生在1906年由於研究氣體導電理論和實驗獲得諾貝爾物理獎，密立坎則在1923年獲得諾貝爾物理獎。【荷質比e/m、電荷大小e】X射線(X-ray)4.X射線是在1895年德國物理學家侖琴研究時所發現的，陰極射線撞擊正極板時，會放

3、出一種不受電磁場影響、且可穿透肌肉並在底片上留下手骨的影像的不可見射線。侖琴並因此而在1901年獲得第一屆諾貝爾物理獎。【陰極射線】5.【】欲觀察X射線的繞射現象，必須利用結晶體，那是因為(A)很多晶體在可見光中是透明的(B)晶體中相鄰原子的間隔與X射線的波長相近(C)晶體中的原子成規則排列，構成似光柵的柵格(D)晶體中原子的基態能量與X射線能量相近(E)晶體中的原子被X射線照射之後，可產生光電子。【BC】6.X射線經由與芬‧勞厄兩位物理學家分別以晶格反射繞射及穿透繞射實驗確認其為電磁波的一種。布拉格並且提出計算公式

4、：，其中原子間距為，而θ則稱為。【布拉格、2sindnθ=λ、d、掠射角或布拉格角】7.氯化鉀KCA的晶體是由極多立方晶格排列組成，每個立方晶格的八個腳上的位置即有33一個鉀原子或氯原子。其密度為2×10kg/m，而分子量為39+35.56=74.56(g/moA)，此°晶體經X射線照射所得到的第一級繞射角(n=1)為30，試求X射線的波長。【3.14Å】答：【】第1頁臺北市立萬芳高級中學物理科講義─近代物理物理教學研究會編製量子論(Thequantumtheory)8.卜朗克(MaxPlanck)在黑體輻射的研究中

5、，提出一個關於能量的嶄新理論—量子論，其中「黑體」的意思是，輻射指的是。黑體物質的特徵是。在實際情況裡，並沒有「黑體」這種物質，實驗則是用「」代替。【理想的熱輻射物質、熱輻射、完全吸收熱輻射而不反射、空腔輻射】9.黑體物質被孤立不與外界接觸，則達到熱平衡是靠吸收外界熱輻射的能量與自身發射的熱輻射能量在單位時間內相等而形成(也就是吸收輻射功率=發射輻射功率)。黑體輻射實驗的發射光譜與空腔材料、形狀、體積無關，只與空腔的有關，也就是的分布曲線僅隨平衡溫度而變。【平衡溫度、輻射功率強度與波長】10.物質熱輻射的發射光譜中具

6、最大功率的電磁波波長λ與平衡溫度T成反比，或者說最大功率的電磁波頻率ν與平衡溫度T成正比，也就是or。【λ∝1/T、ν∝T】11.卜朗克於1900年提出空腔壁上的原子像個極小的電磁振子，有其特定的振盪頻率ν，假設振子有一能量單元E，各振子輻射或吸收應為能量E的整數倍。也就是卜朗克公−34−15式：。h為卜朗克常數，大小是6.626×10J·s或4.14×10eV。【E=hν】12.【】一黑體物質輻射的各波長能量功率強度I與波長λ在三種不同平衡溫度的圖形曲線A、B、C分別如下，請選出正確選項。(A)各曲線的溫度大小依序

7、為A>B>C(B)各曲線與橫軸所圍成的面積大小代表各平衡溫度的輻射發射總功率(C)各曲線的最強輻射功率對應的波長大小，依序為C>B>A(D)各曲線的最強輻射功率對應的頻率大小依序為A>B>C(E)由圖形可知，溫度上升則所有波段的輻射功率都會提高。I【ABCDE】ABCλ光電效應與光量子論(Photoelectriceffect&thephoton-quantumtheory)13.1905年愛因斯坦提出光量子理論，並且以此理論解釋光電效應，認為光具有粒子性，稱為光子photon，每個光子的能量E=，而動量p=。其中ν

8、代8表光子的頻率，λ代表光子的波長，而λν=c=3×10m/s(光速)。而愛因斯坦對於光電效應則提出光電方程式：。Ek代表電子的動能、ef代表金屬的功函數。【hν、h/λ、hν=Ek+eφ】14.【】光電效應中那些實驗室時不能用波動說解釋，只能用粒子說解釋？(A)光電流的強度與入射光強度成正比(B)入射光的波長較某一定值為小時，雖極弱的光也能產