必威体育精装版鲁科版高中物理必修26.2量子世界名师精编作业.doc

……………………………………………………………名校名师推荐………………………………………………… PAGE PAGE 1 6.2量子世界 作业 1德布罗意的物质波理论认为：每个物质粒子都伴随着________，这种波被称为物质波，又称为________. 答案：一种波 概率波 2爱因斯坦的光子说认为：在空间传播的光不是________，而是________，每一份叫做一个________，光子的能量E跟光的________成正比，即E=________. 答案：连续的 一份份的 光子 频率ν hν 3下列关于波粒二象性的说法中，正确的是（ ） A.有的光是波，有的光是粒子 B.光子与电子是同一种粒子 C.光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著 D.大量光子产生的效果往往显示出粒子性 答案：C 4对光的波粒二象性的说法中，正确的是（ ） A.有的光是波，有的光是粒子 B.光子与电子是同一种粒子 C.光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著 D.以上说法都不对 解析：光具有波动性，而不能说光是波；光具有粒子性，也不能说光是粒子.光具有波粒二象性.答案：C 5关于光的性质，下列叙述中正确的是（ ） A.在其他同等条件下，光的频率越高，衍射现象越容易看到 B.频率越高的光，粒子性越显著；频率越低的光，波动性越显著 C.大量光子产生的效果往往显示出波动性，个别光子产生的效果往往显示出粒子性 D.如果让光子一个一个地通过狭缝，它们将严格按照相同的轨道和方向做极有规则的匀速直线运动 解析：光虽然具有波粒二象性，但是在具体情况下，有时波动性明显，有时粒子性明显.这是微观粒子的特征.答案：BC 6计算波长是0.122 0 μm的紫外线的光子能量. 解析：由普朗克量子理论表达式直接求解即可. 波长是0.122 0 μm的紫外线的光子能量 E=hν==6.63×10-34× J=1.63×10-18 J. 7一个垒球的质量是1 kg,一个电子的质量是9.1×10-31 kg.垒球在地板上以1 m/s的速度运动，电子经加速后在显像管中以1×107 解析：直接应用德布罗意的物质波公式，代入数据求解即可. 将数据代入德布罗意的物质波公式中，可以算出垒球与电子的物质波波长分别是：λ垒球≈6.6×10-34 m λ电子≈0.7×10-1 可见，垒球的波长远小于一个电子的直径，这是无法测量到的，难怪我们无法观察到常见物体的物质波.电子的波长虽然也很小，但用精密的手段已可测量. 8功率为100 W的灯泡所放出的能量有1%在可见光范围内，它每秒内放出可见光子的数目为多少？（设可见光的平均波长为0.5 μm） 解析：依据量子理论，由于已知可见光的平均波长，我们可以首先求取每一个可见光光子的能量，而后计算出灯泡每秒释放的可见光总能量，两者之比即为每秒内放出可见光子的数目. 设灯泡在1 s内所放出的能量为E，则E=Pt=100×1 J=100 J 1 s内所放出能量在可见光范围内的光子总能量为E′=100×1% J=1 J 因E′=nhν=n·h·，所以每秒放出的可见光子数为 n==2.5×1018（个）. 9频率为ν0的光子由地球表面某处竖直向上运动，当运动到高ΔH时，由于地球引力作用，它的波长变长，我们把这种频率变化现象称为“引力红移”，它是多普勒效应在光波中的表现.求光子频率的红移量Δν与原频率ν0之比. 解析：本题属于信息题，仔细阅读题目信息，依据能量守恒切入解题. 光子能量E=hν0，由质能方程知光子质量m=，光子从地球表面上升ΔH，因为光速不变，由能量守恒得到hΔν=mgΔH,则ΔH. 即光子频率的红移量Δν与原频率ν0之比为ΔH. 10太阳光垂直射到地面上时，1 m2地面接收的太阳光的功率为1.4 kW，其中可见光部分约占 （1）假如认为可见光的波长约为0.55 μm，日、地间距离R=1.5×1011 普朗克常量h=6.6×10-34 J·s，估算太阳每秒辐射出的可见光光子为多少？ （2）若已知地球的半径r为6.4×106 m 解析：本题的求解思路是：首先获取题干信息，理解题意，初步确立运用能量转化和守恒的观点求解可见光子数目的求解方向. 其二是要在理解题意的基础上，深刻理解题目展示的物理情景，充分发挥空间想象能力，正确建立起太阳辐射的球体模型，即以太阳为球心，日、地距离为半径的球面模型和以地球半径为半径的圆平面面积模型. （1）设地面上垂直阳光的1 m2 P×45%=n·h n==1.75×1021 设想一个以太阳为球心，以日、地距离为半径的大球面包围着太阳 大球面接收的光子数即等于太阳辐射的全部光子数，则所求可见光光子数 N=n·4πR2=1.75×1021×4×3.14×(1.5×