《波粒二象性》同步练习
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第十七章波粒二象性
第一节能量量子化:物理学的新纪元
1.黑体与黑体辐射
2.黑体辐射的实验规律
3.能量子
1.以下宏观概念,哪些是“量子化”的( )
A.木棒的长度
B.物体的质量
C.物体的动量
D.学生的个数
2.红、橙、黄、绿四种单色光中,光子能量最小的是( )
A.红光B.橙光C.黄光D.绿光
3、2006年度诺贝尔物理学奖授予了两名美国科学家,以表彰他们发现了宇宙微波背景辐射的黑体谱形状及其温度在不同方向上的微小变化。他们的出色工作被誉为是宇宙学研究进入精密科学时代的起点。下列与宇宙微波背景辐射黑体谱相关的说法中正确的是( )
A.微波是指波长在10-3m到10m之间的电磁波
B.微波和声波一样都只能在介质中传播
C.黑体的热辐射实际上是电磁辐射
D.普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说
4.能引起人的眼睛视觉效应的最小能量为10—18J,已知可见光的平均波长约为60 μm,普朗克常量丸:6.63 x10—34J·s,则进人人眼的光子数至少为( )
A.1个
B.3个
C .30个
D.300个
5.黑体辐射的实验规律如图所示,由图可知( )
A.随温度升高,各种波长的辐射强度都有增加
B.随温度降低,各种波长的辐射强度都有增加
C.随温度升高,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动
D.随温度降低,辐射强度的极大值向波长较长的方向移动
7.某广播电台发射功率为10kW,在空气中波长为187.5 m的电磁波,试求:
(1)该电台每秒钟从天线发射多少个光子?
(2)若发射的光子四面八方视为均匀的,求在离天线2.5km处,直径为2m的环状天线每秒接收的光子个数以及接收功率?
解:(1)每个能量子的能量E=hν=hc/λ=6.63×10-34×3×108/187.5 J≈1.06×10-27 J
则每秒钟电台发射上述波长的光子数N=P·t/E=104×1/1.06×10-27≈1031(个)
(2)设环状天线每秒接收光子数为n个,以电台发射天线为球心,则半径为R的球面积S=4πR2,而环状天线的面积S'=πr2
所以(个)
接收功率
第二节科学的转折:光的粒子性
1、爱因斯坦光电效应方程
W0为电子逸出金属表面所需做的功
遏止电压Uc 阻止光电子达到对阴极
截止频率:达到截止频率才能打出光电子
2、光子的能量和动量
能量动量
1.利用光子说对光电效应的解释,下列说法正确的是( )
A.金属表面的一个电子只能吸收一个光子
B.电子吸收光子后一定能从金属表面逸出,成为光电子
C.金属表面的一个电子吸收若干个光子,积累了足够的能量才能从金属表面逸出
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