单元十一光的量子效应与光子理论.docVIP

单元十一 光的量子效应及光子理论 一、选择题 1.金属的光电效应的红限依赖于 [C] (A)入射光的频率 (B)入射光的强度 (C)金属的逸出功 (D)入射光的频率和金属的逸出功 2. 已知某单色光照射到一金属表面产生了光电效应，若此金属的逸出电势是（使电子从金属逸出需做功）必须满足[A] (A) (B) (C) (D) 3. 在均匀磁场内放置一簿板的金属片，。，，(质量为，)在垂直于磁场的平面内作半径为的圆周运动，B] (A) (B) (C) (D) 4. 用强度为，的X射线分别照射锂()和铁()，X射线波长分别为和，，C] (A)， (B)， (C)， (D)， 5. 用频率为的单色光照射某种金属时，逸出光电子的最大动能为；若改用频率为的单色光照射此种金属时，则逸出光电子的最大动能为［D］ (A) (B) (C) (D) 6. 相应于黑体辐射的最大单色辐出度的波长叫做峰值波长，随着温度的增高，将向短波方向移动，这一结果称为维恩位移定律。若，则两者的关系经实验确定为 [A] (A) (B) (C) (D) 二、填空题 7. 当波长为光照射在某金属表面时，到在作上述光电效应实验时遏止电压为,此金属的红限频率。 . 频率为的一个光子的能量是，。. 某一波长的X光经物质散射后，X光和波长等于X光的两种成分，X光波长的散射成分称为康普顿散射。. 一频率为的入射光子与起始静止的自由电子发生碰撞和散射．如果散射光子的频率为，反冲电子的动量为，则在与入射光子平行的方向上的动量守恒定律的分量形式为。 11. 光子波长为?，则其能量为，则其动量的大小为。 三、判断题 12. 若入射光的频率均大于一给定金属的红限，则当入射光频率不变而强度增大一倍时，该金属的饱和光电流也增大一倍. [对] 13. 用X射线照射物质时，可以观察到康普顿效应，即在偏离入射光的各个方向上观察到散射光，这种散射光中既有与入射光波长相同的成分，也有波长变长的成分，波长的变化只与散射方向有关，与散射物质无关. [对] 14.光电效应和康普顿效应中电子与光子两者组成的系统都服从动量守恒定律和能量守恒定律. [错] 15. 在光电效应实验中，任何波长的可见光照射到任何金属表面都能产生光电效应。[错] 16. 康普顿效应中，散射光的波长均与入射光的波长相同，与散射角、散射体性质无关。[错] 17. 光电效应是吸收光子的过程，而康普顿效应则相当于光子和电子的弹性碰撞过程．[对] 四、计算题 18. 图中所示为在一次光电效应实验中得出的曲线 (1) 由图中数据求出该金属的红限频率。 (2) 求证：对不同材料的金属，AB线的斜率相同。 (3) 由图上数据求出普朗克恒量 。 (基本电荷) 解： 由图中数据可知，该金属的红限频率 由 得 , 即 (恒量) 由此可知，对不同金属，曲线的斜率相同。 (3) 。 19. 波长为的单色光照射某金属M表面发生光电效应，发射的光电子(电荷绝对值为，质量为)经狭缝S后垂直进入磁感应强度为的均匀磁场(如图示)，今已测出电子在该磁场中作圆运动的最大半径为。求: (1) 金属材料的逸出功，(2) 遏止电势差。 解：(1) 由 得 , 代入 可得 (2) 由 , 得。 20. 在康普顿散射中，，，能量 散射后电子获得的能量：， ，将反冲电子的速度代入得到：。 21. 用波长的光子做康普顿实验。 (1) 散射角的康普顿散射波长是多少？ (2) 反冲电子获得的动能有多大？ (普朗克常量，电子静止质量) 解：(1)康普顿散射光子波长改变： (2) 设反冲电子获得动能 根据能量守恒： 即 故 22. 测量反冲电子的最大动能，是测定单色X射线束波长的一个方法。如果单色X射线束撞击金属靶时，反冲电子的最大动能是，问X射线波长为多长？ 解： 碰撞后电子获得的最大动能：， 将和代入，求解上面方程得到：。