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2015-2016高中物理 第2章 第2节 光子学案 粤教版选修3-5

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  • 卖家[上传人]:san****019
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    • 1、第二节光子光子说光电效应方程11900年,德国物理学家普朗克在研究电磁波的辐射问题时,首次提出能量量子假说,认为物体热辐射所发出的电磁波的能量是不连续的,只能是h的整数倍,h称为一个能量量子,h称为普朗克常量2微观世界里,物理量的取值很多时候是不连续的,只能取一些分立的值,这种现象称为量子化现象3爱因斯坦提出的光子假说认为,光的能量不是连续的,而是一份一份的,每一份叫做一个光子,其能量为h4逸出功是指电子从金属表面逸出时克服引力所做的功,用W0表示根据能量守恒定律,入射光子的能量h等于出射光电子的最大初始动能与逸出功之和,即:hW0.5根据光子假说对光电效应的解释,光电效应的条件是光子的能量h必须大于或至少等于逸出功W,即就是光电效应的极限频率1红、橙、黄、绿四种单色光中,光子能量最小的是(A)A红光 B橙光C黄光 D绿光解析:由h可知,红光的频率最小,其能量子值最小选A.2(多选)下列关于光子的说法中,正确的是(AC)A在空间传播的光不是连续的,而是一份一份的,每一份叫做一个光子B光子的能量由光强决定,光强大,每份光子的能量一定大C光子的能量由光频率决定,其能量与它的频率成正比D光子

      2、可以被电场加速解析:按照爱因斯坦的光子说,在空间传播的光不是连续的,而是一份一份的,每一份叫做一个光子,光子的能量h,与光的强度无关,故A、C正确,B错误,光子不带电,不能被电场加速,D错误3硅光电池是利用光电效应将光辐射的能量转化为电能若有N个波长为0的光子打在光电池极板上,这些光子的总能量为(h为普朗克常量)(B)Ah BNhCNn0 D2Nh0解析:一个光电子的能量hh,则N个光子的总能量总Nh.选项B正确4(多选)某金属的逸出功为2.3 eV,这意味着(BC)A这种金属内部的电子克服原子核引力做2.3 eV的功即可脱离表面B这种金属表层的电子克服原子核引力做2.3 eV的功即可脱离表面C要使这种金属有电子逸出,入射光子的能量必须大于2.3 eVD这种金属受到光照时若有电子逸出,则电子离开金属表面时的动能至少等于2.3 eV解析:逸出功指原子的最外层电子脱离原子核克服引力做的功,选B、C.5. 当具有5.0 eV能量的光子照射到某金属表面后,从金属表面逸出的电子具有最大的初动能是1.5 eV.为了使这种金属产生光电效应,入射光的最低能量为(B)A1.5 eV B3.5 eVC5.

      3、0 eV D6.5 eV解析:由光电效应方程EkhW0,得WhEk5.01.53.5 eV,则入射光的最低能量为hminW03.5 eV,故正确选项为B. 6用同一束单色光,在同一条件下,先后照射锌片和银片,都能产生光电效应在这两个过程中,对下列四个量,一定相同的是A,可能相同的是C,一定不相同的是BDA光子的能量 B金属的逸出功C光电子动能 D光电子最大初动能解析:光子的能量由光频率决定,同一束单色光频率相同,因而光子能量相同,逸出功等于电子脱离原子核束缚需要做的最少的功,因此只由材料决定,锌片和银片的光电效应中,光电子的逸出功不同由EkmhW0,照射光子的能量h相同,逸出功W0不同,则电子最大初动能不同由于光电子吸收光子后逸出路径不同,途中损失动能不同,因而脱离金属时的初动能分布在零到最大初动能之间所以,在两个不同光电效应的光电子中,有时初动能是可能相等的7某光电管的阴极是用金属制成的,它的逸出功为2.21 eV,用波长为2.5 m的紫外线照射阴极,已知真空中光速为3.0 m/s,元电荷为1.6 C,普朗克常量为6.63 Js,求得该金属的极限频率和该光电管发射的光电子的最大动能应

      4、分别是(B)解析:根据h极W,得极. 代入数据得极Hz5.3Hz. 又由光电效应方程EkmhW0得: Ekm4.4J.8在做光电效应实验中,某金属被光照射发生了光电效应,实验测出了光电子的最大初动能Ek与入射光的频率的关系如图所示,由实验图象不能求出的是(C)A该金属的逸出功B该金属的极限频率C单位时间内逸出的光电子数D普朗克常量解析:根据爱因斯坦光电效应方程EkhW0,任何一种金属的逸出功W0一定,说明Ek随的变化而变化,且是线性关系(与yaxb类似),直线的斜率等于普朗克常量,D项正确直线与纵轴的截距OC表示0时的光电子逸出克服金属引力所做的功,即为该金属的逸出功,A项正确直线与横轴的截距OA表示Ek0时的频率0,即为金属的极限频率,B项正确9. 用绿光照射一光电管,产生了光电效应,欲使光电子从阴极逸出时的最大初动能增加,下列做法可取的是(D)A改用红光照射B增大绿光的强度C增大光电管上的加速电压D改用紫光照射解析:由爱因斯坦光电效应方程hW0,在逸出功一定时,只有增大光的频率,才能增加最大初动能,与光的强度无关,D对10已知金属铯的极限波长为0.66 m,用0.50 m的光照射铯金属表面发射光电子的最大初动能为多少焦耳?铯金属的逸出功为多少焦耳?解析:铯的逸出功为W0h0h,将c3 m/s,h6.63 Js,00.66 m代入上式可得W03J. 根据光电效应方程:EkhW0hW06.63J3 J9.8J. 答案: 9.8J 3 J

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