13.[解析]若此种金属的逸出功为W0,极限波长为λ0
由爱因斯坦光电效应方程得:
-W0=Ek2, (4分)
=W0 (4分)
可得λ0=1.24×10-7 m。 (2分)
答案:1.24×10-7 m
[总结提升]光电效应的三点注意
(1)光电效应实验规律可理解记忆:“放不放(光电子),看光限(入射光最低频率);放多少(光电子),看光强;(光电子的)最大初动能(大小),看(入射光的)频率;要放瞬时放”。
(2)要求掌握爱因斯坦光电效应方程。作为能量守恒的一种表达式可以定性理解方程的意义:hν=W0+mv2,即入射光子的能量一部分相当于转换在金属的逸出功上,剩余部分转化为光电子的动能。对某种金属来说W0为定值,因而光子频率ν决定了能否发生光电效应及光电子的初动能大小。每个光子的一份能量hν与一个光电子的动能mv2对应。
(3)要特别注意两种错误认识
警示一:有的同学认为频率高,光子能量大,光就强,产生的光电流也强。
警示二:有的同学认为光电子的动能大,电子跑得快,光电流就强。
思维突破:我们所研究的光电流是所有光电子都参与了导电,而由爱因斯坦光电效应方程可知光电子和光子一对一产生,有一个光电子就对应着一个光子,光电流关键取决于单位时间来了多少个光子,即光强。而光电子的最大初动能与频率有关。
12.[解题指南]解答本题可按以下三步进行:
(1)求时间t内紫外灯放出的光能。
(2)求单位时间内每个原子接收的光能。
(3)求每秒钟阴极表面每个原子接收的光子数。
[解析]以紫外灯为圆心,作半径为d的球面,紫外灯在时间t内放出的光能量为E=Pt
则每个原子每秒钟接收到的光能量为
E′= =3.75×10-18 J
因此每个原子每秒钟接收到的光子数为
n= =≈5个。
答案:5个
11.[解析]由爱因斯坦光电效应方程可得:
hν=W0+
所以hν=1.9 eV+1.0 eV=2.9 eV
=2.9×1.6×10-19 J
所以λ= =4.3×10-7 (m)。
答案:4.3×10-7
10.[解析]选A、D。个别光子的行为表现出粒子性。单个光子的运动是随机的,无规律的。大量光子的行为表现出波动性,大量光子的运动符合统计规律,通过单缝产生衍射图样,故A、D正确,B错误;光子通过单缝的运动路线是有规律的,故C错。
9.[解析]选A。设在介质中单位时间内通过与激光束垂直的截面上单位面积的光子数为N,根据能量守恒得P(1-10%)=N··π()2,解得N=。故A选项正确。
8.[解析]选A。黑体辐射的强度随着温度的升高,一方面各种波长的辐射强度都增加,另一方面辐射强度的极大值向着波长较短的方向移动,所以选项A正确。
7.[解析]选A、B、D。个别光子的行为表现出粒子性,大量光子的行为表现出波动性,光与物质相互作用时表现出粒子性,传播过程中表现出波动性,无论是光的波动性还是粒子性都是光的属性,波动性和粒子性是一个有机的统一体,相互间并非独立存在,故选项A、B、D正确。光的波粒二象性在任何情况下都是存在的,只不过在不同的情况下,表现情况存在差别而已。
6.[解析]选A。电子显微镜的分辨率比光学显微镜更高,是因为电子物质波的波长比可见光短,和可见光相比,电子物质波更不容易发生明显衍射,所以分辨率更高,A正确。
5.[解析]选D。该图线表示最大初动能与入射光频率成一次函数关系,而非正比,D错误;A、B、C均正确。
4.[解析]选D。光电子的最大初动能与光照时间的长短和入射光的强度无关,A、C均错;由爱因斯坦光电效应方程可知,D正确,B错误。
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