《光子》同步练习2.doc

　光　　子

1. 关于光电效应，以下说法正确的是(　　)
A. 光电子的最大初动能与入射光的频率成正比
B．光电子的最大初动能越大，形成的光电流越强
C．能否产生光电效应现象，决定于入射光光子的能量是否大于或等于金属的逸出功
D．用频率是的绿光照射某金属发生了光电效应，改用频率是ν2的黄光照射该金属一定不发生光电效应

解析：由光电效应方程知，光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大，但它们之间不是正比关系，A错．光电流的强度与入射光的强度成正比，与光电子的最大初动能无关，B错．用频率是的绿光照射某金属发生了光电效应，改用频率是的黄光照射该金属不一定不发生光电效应， D错，C对.
答案：C

2．(双选)用某种单色光照射某种金属表面，发生光电效应，现将该单色光的光强减弱，则(　　)
A．光子的最大初动能不变
B．光电子的最大初动能减少
C．单位时间内产生的光电子数减少
D．可能不发生光电效应

解析：由最大初动能Ek＝hν－W0 (W0为逸出功)知Ek仅与单色光频率相关，故A项正确，B项错误．照射光光强减弱，即单位时间内光子数减少，因而打出的电子也减少，故C项正确，只要照射光频率大于极限频率，就一定发生光电效应，D项错误．
答案：AC

3．频率为ν的光照射某金属时，产生光电子的最大初动能为.改用频率2ν的光照射同一金属，所产生光电子的最大初动能为(h为普朗克常量)(　　)
A．－hν　 B．2
C．＋hν　 D．＋2hν

解析：设电子逸出功为W，则由光电效应方程可得：，两式联立解得：，选项C对．
答案：C

4．(双选)下列关于光电效应的说法正确的是(　　)
A．若某材料的逸出功是W，则它的极限频率＝
B．光电子的初速度和照射光的频率成正比
C．光电子的最大初动能和照射光的频率成正比
D．光电子的最大初动能随照射光频率的增大而增大

解析：由光电效应方程Ek＝hν－W知，B、C错误，D正确. 若Ek＝0，得极限频率＝，故A正确.
答案：AD

5. 当具有5.0 eV能量的光子照射到某金属表面后，从金属表面逸出的电子具有最大的初动能是1.5 eV.为了使这种金属产生光电效应，入射光的最低能量为(　　)
A．1.5 eV B．3.5 eV
C．5.0 eV D．6.5 eV

解析：由光电效应方程Ek＝hν－W
得W＝hν－Ek＝5.0－1.5＝3.5 (eV)
则入射光的最低能量为hνmin＝W＝3.5 eV，故正确选项为B.
答案：B

6．对光电效应的解释正确的是(　　)
①金属内的每个电子可以吸收一个或一个以上的光电子，它积累的动能足够大时，就能逸出金属
②如果入射光子的能量小于金属表面的电子克服表面的引力要做的最小功，光电子便不能逸出来，即光电效应便不能发生了
③发生光电效应时，入射光越强，光子的能量就越大，发射的光电子的最大初动能就越大
④由于不同的金属逸出功是不相同的，因此使不同金属产生光电效应的入射光的最低频率也不相同
A．①④　 B．①②④
C．②④　 D．②③④

解析：实验证明，不论入射光的强度多大，只要入射光的频率小于金属的极限频率，就不会发生光电效应，而光电子的最大初动能与入射光频率和金属材料有关，材料不同，逸出功不同，由爱因斯坦光电效应方程＝hν－W可知，光电子的最大初动能也就不同．当＝0时，＝，W不同则不同．最大初动能与光强无关．
答案：C

7．(双选)两种单色光a和b，a光照射某金属时有光电子逸出，b光照射该金属时没有光电子逸出，则(　　)
A．在真空中，a光的传播速度较大
B．在水中，a光光子的能量较大
C．在真空中，b光光子的能量较大
D．在水中，b光的折射率较小

解析：不同颜色的光在真空中传播速度相同，选项A错，由题意可知，故折射率.真空中光子的能量，选项C错，D对．光由真空进入水后，频率不变，故仍有，故B对．
答案：BD
8.在做光电效应实验中，某金属被光照射发生了光电效应，实验测出了光电子的最大初动能与入射光的频率ν的关系如图所示，由实验图象不能求出的是(　　)

A．该金属的逸出功
B．该金属的极限频率
C．单位时间内逸出的光电子数
D．普朗克常量

解析：根据爱因斯坦光电效应方程＝hν－W，任何一种金属的逸出功W一定，说明随ν的变化而变化，且是线性关系(与y＝ax－b类似)，直线的斜率等于普朗克常量，D项正确．直线与纵轴的截距OC表示ν＝0时的光电子逸出克服金属引力所做的功，即为该金属的逸出功，A项正确．直线与横轴的截距OA表示＝0时的频率，即为金属的极限频率，B项正确．
答案：C

9．某红光的波长为6.35×10－7 m，求其能量子的值．

解析：根据公式ν＝和ε＝hν，得：
ε＝hν＝h＝3.13×10－19 J.
答案：3.13×10－19 J.

爱因斯坦的科学成就

爱因斯坦是历史上继牛顿之后最伟大的科学家．他是狭义相对论的重要发现者，他对量子理论的创立具有重大的贡献，而广义相对论，亦即现代引力论的建立，则应全部归功于他．
1900年普朗克为了解决黑体辐射的紫外灾难问题，提出了辐射的量子理论，即是光辐射必须采取一种称作量子的波包形式．但是只有在爱因斯坦提出光子理论之后，人们才真正接受光可以以粒子即光子的形式存在．既然光波可以作为粒子而存在，那么电子等物质粒子能否以光波形式存在呢？这些都是量子理论发现的前奏．终其一生，爱因斯坦从未接受量子理论为终极理论，他认为量子力学只是一种唯象理论，而终极理论必须是决定性的．
狄拉克把狭义相对论和量子力学相结合，得到了极富成果的量子场论．量子场论是描述一切微观粒子的理论框架．从狄拉克方程可以推导出反粒子的概念．
量子电动力学可能描述电子、光子、正电子的湮灭、创生和相互转变．人们由此而发展出当代粒子物理学．
爱因斯坦说过，如果他不发表狭义相对论，则在5年之内必有他人发表．他接着说，如果他不在1915年发表广义相对论，则人们至少得等待50年．这个估计是非常合情理的．广义相对论是狭义相对论和引力论相结合的成果．它的一个实验基础是伽利略在比萨斜塔进行的自由落体实验，即引力质量和惯性质量的等效性．但是为了充分阐释其物理含义，人们等待了300年之久，也就是等待到广义相对论的发现．所以若不是爱因斯坦，再等待50年是很有可能的．
爱因斯坦在布朗运动、作为激光机制的基础的辐射理论、玻色—爱因斯坦统计及其凝聚现象都有关键性贡献．他和玻尔有关量子力学的论争是科学史上旷日持久的影响深远的事件．他坚信自然界中的一切相互作用都可统一成一种作用．统一场论是科学皇冠上的钻石！当代的超对称、超引力、超弦理论都是统一场论路途上的种种尝试．
引导爱因斯坦以及后代科学家生涯的最大动机，不是财富，不是名声，也不是别的更高尚的目标(尤其是财富和名声可以凭借其他更快捷的手段获取)．他们的主要动机是科学的好奇心和科学的美学．