第17章 章末总结

1、.章末总结一、量子论、光子说、光子能量的计算1量子论德国物理学家普朗克提出：电磁波的发射和吸收是不连续的，是一份一份的，每一份电磁波的能量h.2光子说爱因斯坦提出：空间传播的光也是不连续的，也是一份一份的，每一份称为一个光子，光子具有的能量与光的频率成正比，即h，其中h为普朗克常量，h6.631034 Js.3光的频率与波长的关系：.例1多项选择以下对光子的认识，正确的选项是A光子说中的光子就是牛顿在微粒说中所说的微粒B光子说中的光子就是光电效应的光电子C在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光量子，简称光子D光子的能量跟光的频率成正比答案CD解析根据光子说，在空间传播的光是

2、不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光量子，简称光子而牛顿的“微粒说中的微粒指宏观世界的微小颗粒光电效应中，金属内的电子吸收光子后抑制原子核的库仑引力等束缚，逸出金属外表，成为光电子，故A、B选项错误，C选项正确；由h知，光子能量与其频率成正比，故D选项正确例2激光器是一个特殊的光源，它发出的光便是激光，红宝石激光器发射的激光是不连续的一道一道的闪光，每道闪光称为一个光脉冲，现有一红宝石激光器，发射功率为1.01010 W，所发射的每个光脉冲持续的时间t为1.01011 s，波长为 793.4 nm.问每列光脉冲的长度l是多少？其中含有的光子数N是多少？答案3 mm4.01017个解析以t

3、、l和c分别表示光脉冲的持续时间、长度和光在真空中的传播速度，由题意可知lct以P和E表示红宝石激光器发射的功率和一列光脉冲的能量，那么有：EPt以和表示红宝石激光器激光的波长和频率，那么有，因此得到每个光子的能量h由式得到该列光脉冲含有的光子数N将数据代入式，就得到该列光脉冲的长度和含有的光子数分别为l3103 m3 mm，N4.01017个二、光电效应的规律和光电效应方程1光电效应的实验规律1任何一种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于等于这个极限频率，才能发生光电效应低于极限频率时，无论光照强度多强，都不会发生光电效应2发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射

4、光频率的增大而增大3入射光照射到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过109s.4当入射光的频率高于极限频率时，单位时间内从金属外表逸出的光电子数目与入射光的强度成正比2爱因斯坦光电效应方程EkhW0W0表示金属的逸出功，c表示金属的极限频率，那么W0hc.例3多项选择现用某一光电管进展光电效应实验，当用某一频率的光照射时，有光电流产生以下说法正确的选项是A保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大B入射光的频率变高，饱和光电流变大C入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大D保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生答案AC解析在发生光电效应时，饱和光电流

5、大小由光照强度来决定，与频率无关，光照强度越大饱和光电流越大，因此A正确，B错误；根据EkhW0可知，对于同一光电管，逸出功W0不变，当频率变高时，最大初动能Ek变大，因此C正确；由光电效应规律可知，当频率低于极限频率时无论光照强度多大，都不会有光电流产生，因此D错误例4用不同频率的光分别照射钨和锌，产生光电效应，根据实验可画出光电子的最大初动能Ek随入射光频率变化的Ek图线钨的逸出功是2.84 eV，锌的逸出功为3.34 eV，假设将二者的图线画在同一个Ek坐标系中，那么正确的图是答案A解析根据光电效应方程EkhW0可知，Ek图象的斜率为普朗克常量h，因此图中两线应平行，故C、D错误；图线与

6、横轴的交点表示恰能发生光电效应光电子动能为零时的入射光频率即极限频率，由光电效应方程可知，逸出功越大的金属对应的极限频率越高，所以能使金属锌发生光电效应的极限频率较高，所以A正确，B错误三、波粒二象性的理解1光的波粒二象性1光的干预、衍射、偏振现象说明光具有波动性，光电效应现象、康普顿效应那么证明光具有粒子性，因此，光具有波粒二象性，对于光子这样的微观粒子只有从波粒二象性出发，才能统一说明光的各种行为2大量光子产生的效果显示出光的波动性，少数光子产生的效果显示出粒子性，且随着光的频率的增大，波动性越来越不显著，而粒子性却越来越显著2运动着的实物粒子如：电子、质子等都有一种波与之对应物质波的波长

7、，频率3物质波与光波一样都属于概率波概率波的本质：是指粒子在空间分布的概率是受波动规律支配的例5多项选择波粒二象性是微观世界的根本特征，以下说法正确的有A光电效应现象提醒了光的粒子性B热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性C黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释D动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等答案AB解析光电效应说明光的粒子性，所以A正确；热中子束在晶体上产生衍射图样，即运动的实物粒子具有波的特性，即说明中子具有波动性，所以B正确；黑体辐射的实验规律说明电磁辐射具有量子化，即黑体辐射是不连续的、一份一份的，所以黑体辐射可用光的粒子性解释，所以C错误；根据德布罗意波长公式

8、，p22mEk，又质子的质量大于电子的质量，所以动能相等的质子和电子，质子的德布罗意波长较短，所以D错误.1光子能量的计算能引起人的眼睛视觉效应的最小能量为1018 J，可见光的平均波长约为0.6 m，普朗克常量h6.631034 Js，那么进入人眼的能量子数至少为A1个 B3个 C30个 D300个答案B解析可见光的平均频率，能量子的平均能量为h，引起视觉效应时EN，联立可得N3，B正确2波粒二象性的理解多项选择关于光的波粒二象性，以下说法正确的选项是A光的频率越高，光子的能量越大，粒子性越显著B光的波长越长，光的能量越小，波动性越显著C频率高的光子不具有波动性，波长较长的光子不具有粒子性D

9、个别光子产生的效果往往显示粒子性，大量光子产生的效果往往显示波动性答案ABD解析光具有波粒二象性，但在不同情况下表现不同，频率越高，波长越短，粒子性越明显，反之波动性越明显，个别光子易显示粒子性，大量光子易显示波动性，应选项A、B、D正确3波粒二象性的理解近年来，数码相机几近家喻户晓，用来衡量数码相机性能的一个非常重要的指标就是像素，1像素可理解为光子打在光屏上的一个亮点，现知2019万像素的数码相机拍出的照片比200万像素的数码相机拍出的等大的照片明晰得多，其原因可以理解为A光是一种粒子，它和物质的作用是一份一份的B光的波动性是大量光子之间的互相作用引起的C大量光子表现出光具有粒子性D光具有波粒二象性，大量光子表现出光的波动性答案D4光电效应规律及应用2019江苏单科12C2光电效应实验中，用波长为0的单色光A照射某金属