量子概念的誕生第2節(jié)光電效應(yīng)與光的量子說

第四章 波粒二象性第1節(jié)量子概念的誕生第2節(jié)光電效應(yīng)與光的量子說下列敘述錯誤的是(B)一切物體都在輻射電磁波一般物體輻射電磁波的情況只與溫度有關(guān)C.黑體輻射電磁波的強度按波長的分布只與黑體溫度有關(guān)D.黑體能夠完全吸收入射的各種波長的電磁波解析:根據(jù)熱輻射的定義,A正確;根據(jù)熱輻射和黑體輻射的特點知一般物體輻射電磁波的情況除與溫度有關(guān)外,還與材料種類和表面狀態(tài)有關(guān),而黑體輻射電磁波的強度按波長的分布只與黑體的溫度有關(guān),B錯誤,C正確;由黑體的定義知D正確.能正確解釋黑體輻射實驗規(guī)律的是(B)A.能量的連續(xù)經(jīng)典理論普朗克提出的能量量子化理論C.以上兩種理論體系任何一種都能解釋D.牛頓提出的能量微粒說解析:根據(jù)黑體輻射的實驗規(guī)律 ,隨著溫度的升高,一方面各種波長的輻射強度都有增加;另一方面,輻射強度的極大值向波長較短的方向移動,只能用普朗克提出的能量量子化理論才能得到較滿意的解釋 ,故B正確.3.(2016·武漢校級月考)關(guān)于黑體與黑體輻射,下列說法錯誤的是( A )A.一般物體輻射電磁波的情況與溫度無關(guān) ,只與材料的種類及表面情況有關(guān)黑體能完全吸收入射的各種波長的電磁波而不發(fā)生反射C.帶電微粒輻射和吸收的能量 ,只能是某一最小能量值的整數(shù)倍D.黑體輻射隨著溫度的升高 ,各種波長的輻射強度都增加且輻射強度的極大值向波長較短的方向移動解析:一般物體輻射電磁波的情況與溫度有關(guān),與材料的種類及表面情況有關(guān);但黑體輻射電磁波的情況只與溫度有關(guān),故A錯誤;黑體能完全吸收入射的各種波長的電磁波,不反射,故B正確;根據(jù)量子化的理論,帶電微粒輻射和吸收的能量,只能是某一最小能量值的整數(shù)倍,故C正確;根據(jù)量子化的理論,黑體輻射隨著溫度的升高,各種波長的輻射強度都增加且輻射強度的極大值向波長較短的方向移動,故正確.

D黑體輻射電磁波的強度按波長分布的影響因素是(A)A.溫度B.材料C.表面狀況 D.以上都正確解析:根據(jù)黑體輻射電磁波的強度按波長分布的決定因素,得其只與溫度有關(guān).紅、橙、黃、綠4種單色光中,光子能量最小的是(A)A.紅光 B.橙光 C.黃光 D.綠光解析:由ε=hν,因為紅光的頻率最低,所以紅光光子的能量最小 .光電效應(yīng)中,從同一金屬逸出的光電子動能的最大值(A)A.只跟入射光的頻率有關(guān)只跟入射光的強度有關(guān)C.跟入射光的頻率和強度都有關(guān)D.除跟入射光的頻率和強度有關(guān)外 ,還和光照時間有關(guān)解析:根據(jù)光電效應(yīng)的規(guī)律知,光電子的最大初動能只取決于入射光的頻率,故選項A正確.7.(多選)一束綠光照射某金屬發(fā)生了光電效應(yīng) ,則下列說法中正確的是(AD)A.若增加綠光的照射強度,則逸出的光電子數(shù)增加B.若增加綠光的照射強度,則逸出的光電子最大初動能增加C.若改用紫光照射,則可能不會發(fā)生光電效應(yīng)D.若改用紫光照射,則逸出的光電子的最大初動能增加解析:入射光的頻率決定著是否發(fā)生光電效應(yīng)以及發(fā)生光電效應(yīng)時產(chǎn)生的光電子的最大初動能的大小 ;當入射光頻率增加后,產(chǎn)生的光電子最大初動能也增加;而照射光的強度增加,會使單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)增加,紫光頻率高于綠光,故逸出的光電子的最大初動能增加,故選項A,D正確.8.下表給出了一些金屬材料的逸出功 :材 料 銫 鈣 鎂 鈹 鈦逸出功(×10-19J)3.04.35.96.26.6現(xiàn)用波長為400nm的單色光照射上述材料,能產(chǎn)生光電效應(yīng)的材料最多有(普朗克常量h=6.6×10-34J·s,光速c=3.0×108m/s)(A)A.2種B.3種C.4種D.5種解析:波長為400nm的單色光子的能量=hν=h=4.95×10-19J.由題中表格可看出ε大于銫、鈣的逸出功而小于鎂、鈹、鈦的逸出功,所以銫、鈣能產(chǎn)生光電效應(yīng).選項A正確,B,C,D錯誤.如圖所示是光電管使用原理圖,下列說法不正確的是(C)該裝置可實現(xiàn)光信號與電信號轉(zhuǎn)變?nèi)绻`敏電流計不顯示讀數(shù),可能是因為入射光頻率過低造成的C.如果把電源反接,靈敏電流計示數(shù)肯定為零D.如果斷開開關(guān)S,靈敏電流計示數(shù)不一定為零解析:光電管的工作原理就是把光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?該題圖中電源為正向電源,陰極發(fā)射出光電子后在電場力作用下將向陽極A移動,如果靈敏電流計不顯示示數(shù),說明陰極K未發(fā)射光電子,這就說明照射光頻率太低,未達到極限頻率,如果此圖中靈敏電流計顯示示數(shù),表明該金屬發(fā)生了光電效應(yīng) ,有光電子射出,這時如果將電源反接,光電子的最大初動能大于光電子從陰極移向陽極克服電場力所做的功時 ,靈敏電流計仍有示數(shù),所以A,B正確,C錯誤.如果題圖中斷開開關(guān) S,若原來靈敏電流計示數(shù)不為零 ,則此時仍不為零;若原來為零,則現(xiàn)在仍為零,D正確.10.(多選)光電效應(yīng)的規(guī)律中,經(jīng)典波動理論不能解釋的有 ( ABC)入射光的頻率大于被照射金屬的極限頻率時才能產(chǎn)生光電效應(yīng)光電子的最大初動能與入射光的強度無關(guān),只隨入射光頻率的增大而增大C.入射光照射到金屬上時,光電子的發(fā)射幾乎是瞬時的 ,一般不超過10-9sD.當入射光頻率大于極限頻率時 ,光電子數(shù)目與入射光強度成正比解析:按經(jīng)典的光的波動理論,光的能量隨光的強度的增大而增大 ,與光的頻率無關(guān),從金屬中飛出的電子,必須吸收足夠的能量后才能從其中飛出,電子有一個能量積蓄的時間,光的強度越強,單位時間內(nèi)輻射到金屬表面的光子數(shù)越多,被電子吸收的光子數(shù)自然也多,產(chǎn)生的光電子數(shù)也多,故不能解釋的有A,B,C三項.二氧化碳能強烈吸收紅外長波輻射,這種長波輻射的波長范圍約是1.4×10-3～1.6×10-3m,相應(yīng)的頻率范圍是.相應(yīng)的光子能量的范圍是.(已知普朗克常量h=6.6×10-34J·s,真空中的光速c=3.0×108m/s.結(jié)果取兩位有效數(shù)字)解析:由c=λν得ν=.求得頻率范圍為 1.9×1011～2.1×1011Hz.又由ε=hν得能量范圍為1.3×10-22～1.4×10-22J.答案:1.9×1011～2.1×1011Hz 1.3×10-22～1.4×10-22J神光“Ⅱ”裝置是我國規(guī)模最大的高功率固體激光系統(tǒng),利用它可獲得能量為2400J、波長λ=0.35μm的紫外激光.已知普朗克常量h=6.63×10-34J·s,則該紫外激光所含光子數(shù)為多少 ?解析:紫外激光光子的能量為ε0=hν=h=5.68×10-19J,則該紫外激光所含光子數(shù)n==4.23×1021(個).答案:4.23×1021(個)波長為λ=0.17μm的紫外線照射到金屬筒上能使其發(fā)射光電子,光電子在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,做最大半徑為r的勻速圓周運動,已知r·B=5.6×10-6T·m,光電子質(zhì)量m=9.1×10-31kg,電荷量e=1.6×10-19C,普朗克常量