2016年高考物理量子論初步和原子核
第十五章 量子論初步和原子核
第一單元 量子論初步
第1課時 光電效應 光的波粒二象性
要點一 光電效應與光子說
1.某金屬在一黃光照射下,正好有電子逸出,下述說法中,哪種是正確的 ( )
a.增大光強,而不改變光的頻率,光電子的最大初動能將不變
b.用一束更大強度的紅光代替黃光,仍能發生光電效應
c.用強度相同的紫光代替黃光,光電流強度將不變
d.用強度較弱的紫光代替黃光,有可能不發生光電效應
答案 a
要點二 光的波粒二象性
2.物理學家做了一個有趣的實驗:在光屏處放上照相用的底片.若減弱光的強度,使光子只能一個一個地通過狹縫.實驗結果表明,如果曝光時間不太長,底片只能出現一些不規則的點子;如果曝光時間足夠長,底片上就會出現規則的干涉條紋.對這個實驗結果有下列認識,其中正確的是 ( )
a.曝光時間不太長時,底片上只能出現一些不規則的點子,表現出光的波動性
b.單個光子通過雙縫后的落點可以預測
c.只有大量光子的行為才能表現出光的粒子性
d.干涉條紋中明亮的部分是光子到達機會較多的地方
答案 d
題型1 對光電效應規律的理解
【例1】關于光電效應,下列說法正確的是 ( )
a.光電子的最大初動能與入射光的頻率成正比
b.光電子的動能越大,光電子形成的電流強度就越大
c.用不可見光照射金屬一定比用可見光照射同種金屬產生的光電子的初動能要大
d.對于任何一種金屬都存在一個“最大波長”,入射光的波長必須小于這個波長,才能產生光電 效應
答案 d
題型2 光電效應方程的應用
【例2】如圖所示,一光電管的陰極用極限波長為 0的鈉制成.用波長為λ的紫外線照射陰極,光電管陽極a和陰極k之間的電勢差為u,光電流的飽和值為i.
（1）求每秒由k極發射的電子數.
（2）求電子到達a極時的最大動能.（普朗克常量為h,電子的電荷量為e）?
答案 （1）
題型3 “光子說”的應用
【例3】根據量子理論,光子的能量e和動量p之間的關系式為e=pc,其中c表示光速,由于光子有動量,照到物體表面的光子被物體吸收或反射時都會對物體產生壓強,這就是“光壓”,用i表示.
（1）一臺二氧化碳氣體激光器發出的激光,功率為p0,射出光束的橫截面積為s,當它垂直照射到一物體表面并被物體全部反射時,激光對物體表面的壓力f=2p•n,其中p表示光子的動量,n表示單位時間內激光器射出的光子數,試用p0和s表示該束激光對物體產生的光壓i.
（2）有人設想在宇宙探測中用光作為動力推動探測器加速,探測器上安裝有面積極大、反射率極高的薄膜,并讓它正對太陽,已知太陽光照射薄膜對每1 m2面積上的輻射功率為1.35 kw,探測器和薄膜的總質量為m=100 kg,薄膜面積為4×104 m2,求此時探測器的加速度大小（不考慮萬有引力等其他的力）?