20xx粵教版高中物理選修3-522-23光子康普頓效應(yīng)及其解釋一課三練-在線瀏覽
2025-02-05 12:59本頁面
【正文】 而 ε＝ hν＝ hcλ，故 A正確． ] 2． B 3． A [要發(fā)生光電效應(yīng)，入射光的能量要大于金屬的逸出功，由題中數(shù)據(jù)可算出波長(zhǎng)為 400 nm的光子能量為 E＝ hν＝ hcλ＝ 10－ 19 J，大于銫和鈣的逸出功． A 正確． ] 點(diǎn)評(píng) 發(fā)生光電效應(yīng)的條件是入射光子能量 εW 或者入射光頻率 ν 大于極限頻率 ν0，所以本題既可以從能量角度 (光子能量 )分析，也可以從金屬的極限頻率角度分析． 4． A 5． BD [同一個(gè)電子是不可實(shí)現(xiàn)雙光子吸收的，因同一個(gè)電 子接收兩個(gè)光子的時(shí)間間隔相當(dāng)長(zhǎng)，大約幾千秒左右，而金屬內(nèi)電子的碰撞又是極其頻繁的，兩次碰撞的時(shí)間間隔只有 10－ 15 s 左右．所以一個(gè)電子接收一個(gè)光子后如不能立即逃逸出金屬表面，它來不及吸收第二個(gè)光子，原來吸收的能量就早已消耗殆盡了，可見電子吸收光子的能量是不能累加的，則 A 錯(cuò)． 不同金屬內(nèi)原子核對(duì)電子的束縛程度是不同的，因此電子逃逸出來克服原子核束縛力做功不同，若光子的能量 E＝ hν 小于使金屬表面電子克服原子核引力逸出時(shí)所做功的最小值，那就不會(huì)有光電子逸出，即不會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)，可見要使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，入射光 子能量有一個(gè)最小值 E0＝ hν0，這就對(duì)應(yīng)了一個(gè)極限頻率，則 B 對(duì)．同時(shí)注意到不同的金屬，逸出功不同，則其產(chǎn)生光電效應(yīng)的最低頻率 (即極限頻率 )不同，則 D 對(duì)． 如果光照射某金屬能發(fā)生光電效應(yīng)，那么，入射光越強(qiáng)說明每秒鐘照射到金屬表面單位面積上的光子數(shù)越多，這時(shí)產(chǎn)生的光電子數(shù)就越多，光電流就越大，但由于光子的能量是由光的頻率決定的， E＝ hν 與光子數(shù)的多少無關(guān)，所以，入射光的強(qiáng)度增大，但其頻率不改變時(shí)，光子的能量也不會(huì)改變，這時(shí)每個(gè)電子吸收光子的能量也不會(huì)增加，逸出的光電子的最大初動(dòng)能就不會(huì)改變，故 C 錯(cuò)． ] 6． AB 7． 10－ 7 解析 由愛因斯坦光電效應(yīng)方程 hν＝ 12mv2max＋ W得 hν＝ eV＋ eV＝ eV 又 E＝ hν， c＝ λν 所以 λ＝ hcE＝ 10－ 34 3 108 10－ 19 m＝ 10－ 7 m 8． D [光子與自由電子碰撞時(shí)，遵守動(dòng)量守恒和能量守恒，自由電子碰撞前靜止，碰撞后動(dòng)量、能量增加，所以光子的動(dòng)量、能量減小，故 C 錯(cuò)誤；由 λ＝ hp、 E＝ hν 可知光子頻率變小，波長(zhǎng)變長(zhǎng)，故 A 錯(cuò)誤， D 正確；由于光子速度是不變的，故 B 錯(cuò)誤． ] 9． 1 變長(zhǎng) 解析 因光子與電子的碰撞過程動(dòng)量守恒，所以碰撞之后光子和電子的總動(dòng)量的方向與光子碰前動(dòng)量的方向一致，可見碰后光子運(yùn)動(dòng)的方向可能沿 1 方向，不可能沿 2 或 3 方向；通過碰撞，光子將一部分能量轉(zhuǎn)移給電子，能量減少，由E＝ hν 知，頻率變小，再根據(jù) c＝ λν知，波長(zhǎng)變長(zhǎng)． 課后鞏固練 1． A 2． D [因?yàn)楣獾念l率不變，光量子的能量不變；再根據(jù)折射率 n＝ cv＝ λλ′ 可知，光的速度變小，波
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