第十三章光的本性

1、第十三章 光的本性第一节 电磁波 光的电磁说知识要点 （一）电磁波变化的电场和变化的磁场相互交替产生，由近及远地向周围空间传播，就形成电磁波。电磁波的传播速度：在真空中，c=3.00×108m/s波速、频率和波长的关系：c=f（二）光的反射 反射定律光到达两种媒质的界面被反射回来的现象称光的反射。反射定律：（1）入射光线、折射光线和法线在同一平面上，入射光线和折射光线分居法线的两侧；（2）入射角等于反射角。（三）光的折射 折射定律光从一种媒质通过界面进入另一种媒质时，光线的方向发生偏折的现象称光的折射。折射定律：（1）入射光线、折射光线和法线在同一平面上，入射光线和折射光线分居法线的

2、两侧；（2）入射角的正弦与折射角的正弦之比为一常数，即（四）折射率n光从真空射入某种媒质时，入射角的正弦与折射角的正弦之比：n=称为这种媒质的折射率。媒质的折射率也等于光的真空中的速度c跟光的这种媒质中的速度v之比：n=,而光在真空中速度c=3.00×108m/s。（五）光的色散白光经过棱镜折射后，产生按一定顺序排列的彩色光带（又叫光谱），称为光的色散。（六）光的干涉（1）相干光源：能产生干涉现象的两个光源称相干光源，它们产生的光波一定是频率相同、振动方向相同的光波。（2）光的干涉：两列相干光波在空间相遇，产生稳定的振动始终加强和振动始终减弱相互间隔的条纹（干涉条纹），这种现象称为光

3、的干涉。白光的干涉条纹是彩色条纹，单色光的干涉条纹是明暗相间条纹。（3）双缝干涉：线光源通过等距离放置的两个狭缝后产生的干涉现象。（4）薄膜干涉：平行光通过薄膜的前后两个表面反射后的反射光产生干涉的现象。（七）光的衍射光波通过孔、缝或障碍物后偏离直线传播的方向，进入阴影区的现象称光的衍射。产生显著衍射现象的条件：孔、缝或障碍物的尺寸比光的波长小或接近。衍射条纹：衍射现象产生的条纹，白光衍射是彩色条纹，单色光衍射是明暗相间条纹。（八）光的电磁说光具有反射、折射现象，同时具有干涉、衍射现象，证明了光是一种波；电磁波和光在真空中的速度相等，说明了光是电磁波，这就是光的电磁说。（九）电磁波谱按电磁波的

4、波长（或频率）大小，各种电磁波的顺序排列称电磁波谱。按频率由低到高排列电磁波谱为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和射线。（十）红外线、紫外线、X射线的产生及主要作用疑难分析1.光波与机械波的不同点。（1）本质不同，光皮是电磁波，是变化的电磁场的传播，机械波是机械振动在媒质中的传播。（2）光波可以在真空中传播，机械波必须在媒质中传播。（3）机械波的传播速度只决定于媒质，而与频率无关，如各种频率的声波，在空气中传播速度一样，进入水中后速度变化也都一样。但光波的速度不仅与媒质有关，且与频率有关，如白光由真空进入媒质后，各种频率的色光速度都变小，而且频率越高，速度变得越小。2.光的干涉、相干

5、光源的获得。历史上在证明光是一种波时，光的干涉现象作了有力的证据，因为干涉现象是波的主要特性之一。但由于相干光源的难以获得，使光是一种波的理论很久难以定论，直至1801年，英国物理学家托马斯·扬巧妙地用双缝实验解决了相干光源问题；而同时代的法国物理学家菲涅耳也巧妙地用双面镜实验获得了相干光源。他们都是用同一光源分出两束完全相同的相干光源。如图13-1所示为扬氏双缝干涉实验原理图，图13-2为菲涅耳双面镜干涉实验原理图。3光的干涉和衍射的区别及联系。光的干涉现象和衍射现象都是光的波动性体现，都有力地证明了光是一种波，但两者在概念上是有严格区别的。干涉是两列相同频率的光在传播过程中的重叠

6、区域里叠加而发生的现象，衍射是一同一列光在传播过程中，遇到 尺雨与期波长相近(或小)的障碍物(或孔)的障碍物(或孔)而发生的绕射现象。虽然其结果都是明暗相同的条纹，但这两种条纹还是有区别的，单色光的双缝干涉条纹，明暗条纹间距相等，光源的波长越长，间距也越大，如图13-3所示，单色光的单缝衍射明暗条纹中，中央明纹最亮最宽，其两则的亮纹亮度逐渐减弱，且间距也逐渐增大，如图13-4所示。干涉和衍射虽然是两种不贩现象，但它们在发生时是相辅相成的，便如在双缝干涉时，若两缝宽度较宽，就只能观察到光的直线传播现象，不能得到干涉条纹。必须在狭缝很窄时，先使光在每个狭缝处发生衍射，才能在双缝后的重叠区域内发生干

7、涉，产生干涉条纹，所以干涉离不开衍射。同样，在单缝衍射时，通过单缝的光小上每一占都可看作一个新的点光源（惠更斯原理），各点光源发生的光又发生相应干涉，而形成衍射条纹，所以衍射也离不开干涉。4.关于增透膜的工作原理增透膜的工作原理就是薄膜干涉原理，当一束单色平行光照射到薄膜上时，薄膜的前后两表面分别会反射出两束反射光，当这两束反射光正好反相时（振动步调相差1800）就会相互抵消，反射光消失（出现暗条纹）。现代光学仪器由许多透镜和棱镜组成，它们的表面都会使光反射，结果透射光的能量大大减少，如果是照相机，就会使成像模糊，因此利用薄膜干涉原理，在这些元件表面涂上一层薄膜，使之两束反射光恰好抵消，这就减

8、少了反射损失，增强了透射光强度，这层薄膜就叫增透膜。通常要使某种波长的光增透，薄膜厚度就等于该光在薄膜介质波长的，例如一般照相机镜头的增透膜厚度，做成白光中间色光（绿光）在膜中波长的，使绿光及其邻近波长的光透射增强，而边缘的红光、紫光仍有反射，因此这层增透膜看上去呈谈紫色。例题解析1.某单色光在空气中传播时波长为1=400nm，当它由空气射入水中时，速度变为2.25×108m/s，求该色光的频率和在水中的波长。解析：由于光在空气中的传播速度与真空中接近，一般计算时空气中光速可取c=3.00×108m/s，由c=1v，可求出该色光的频率为进入水中后，由于介质的不同，光速度成v

9、=2.25×108m/s,但光的频率不会变，故仍由，可求得在水中的波长。应该知道，光在真空中的传播速度是最大的，进入任何介质，速度都将变小，波长也变短，但频率是不变的。这一点可以推广到所有电磁波。2解释下列光学现象。（1）蜡烛通过小孔成倒立的像；（2）水杯中的筷子被“折断”；（3）雨后天空出现的彩虹；（4）水面上油膜呈现的彩色；（5）一束红色激光束通过小圆孔后，在屏上呈现的明暗相间同心圆环。解析：（1）小孔成像，是由于光的直线传播的结果；（2）是光的反射和折射共同形成的一种影像；（3）是太阳光由空气折射进水珠，又从水珠中折射出来产生的色散现象；（4）是薄膜干涉现象，光射到薄膜的前表面

10、时，一部分发生反射，另一部分折射进膜内在其后表面发生反射后，再次折射出来，因而获得了同一束光的两束反射光，满足相干条件而发生干涉，形成明暗条纹，由于太阳光由七种色光组成，它们的波长不相同，明暗条纹间距不同，组合在一起，就形成彩色条纹；（5）是单色光的圆孔衍射，由于衍射现象的实质是同一束光在绕射后的重叠区域里发生干涉的结果，形成明暗相间条纹，圆孔衍射就得到明暗相间的同心圆环。知识拓宽1波动理论对光的双缝干涉实验结论的解释。如图13-5所示，S1，S2为双缝，它们距光屏的距离为L，彼此相距为d,r1和r2分别为它们到光屏上一点P的距离（又称光程）。由于S1和S2为相干光源，波长相同，因此若它们到P

11、点的光程差r2-r1恰为波长的整数倍时，两列光波在P点的振动叠加是干涉的加强点。若r2-r1恰为波长的整数倍时，两列光波在P点的振动叠加是干涉的加强点。若r2-r1是半波长的奇数倍时，两列光波在P点的叠加，是干涉的相消点，因此可用一个关系式表示： 当n=2k P点应出现明纹。当n=2k+1 (k=0,1,2,)时， P点应出现暗纹。若再设P点到屏中心距离为x，则，两式相减得(r2-r1)(r1+r2)=2dx，由于L比x和d都大得多，故r2+r22L，所以 由式得 即 式表明，当P点位置坐标x满足式时，或者出现亮条纹（n=2k,k=0,1,2,），或者出现暗条纹（n=2k+1,k=0,1,2,

12、）.由式可以得到任意两条明纹（或暗纹）的间距 得 式表示，只要知道L，d，测出相邻两条明纹（或暗纹）的间距，就可计算出干涉光波的波长。2.关于光通过不透明小圆板的衍射和泊松亮斑。18世纪初，法国物理学家菲涅耳利用波动理论对光的衍射现象作出了数学分析。当时一位反对光的波动说的数学家泊松从菲涅耳的分析得出结论：如果光是一种波，则在光通过一个不透明的小圆板时，屏上的圆盘影中心应出现一个亮斑。由于当时人们从未看到过这个现象，光的波动说再次受到怀疑，菲涅再接受了这个挑战，精心研究，不断实验，终于证明了盘影中心确实有一个亮斑，如图13-6所示。历史上称之为“泊松亮斑”，从而光的波动说获得了巨大成功。练习题

13、一、填空题1.两列光波必须满足 时，才能产生干涉现象。2凡是波都可发生衍射现象，使波产生明显衍射的条件是 ，而使波直进的条件是 。3激光唱片在日光灯下出现彩色条纹，是光的 现象，通过游标卡尺窄缝看日光灯出现的彩色条纹，是光的 现象，增透膜是利用光的 现象，而增大了透射光的强度。 4白光中有七种彩色成分，它们是 ，其中 光波长最长， 光频率最高。5。白光的双缝干涉应得到 条纹，白光的单缝衍射应得到 条纹。6小孔成像是属于光的 现象，用平行单色光照射一把刀片，发现屏上刀片的阴影边缘模糊不清，这是光的 现象，用平行单色光垂直照射一块不透明的小圆板，在屏上发现圆板的阴影中心有一亮斑，这是光的 现象，这

14、个亮斑称为 亮斑。7电磁波谱按频率由低到高的排列是 。8红外线的主要作用是 ，紫外线的主要作用是 ，X射线的主要作用是 。二、选择题1.下面哪些恪地光的干涉现象？ （ ）（A）雨后美丽的彩虹（B）从两支铅笔的狭缝中看到日光灯的彩色条纹（C）阳光下肥皂膜上的彩色条纹（D）光通过三棱镜后在屏上出现的彩色光带2.下列叙述中正确的是 （ ）（A）光的干涉和衍射所产生的条纹都是由于相干光源互相叠加的结果（B）干涉和衍射都说明光具有波动性（C）白光通过双缝干涉得到彩色条纹，如果将一缝遮住，就得不到彩色条纹（D）光的衍射现象否定了光的直线传播3.从两支手电筒射出的光，当它们射到同一点时，看不到干涉图样，主要

15、因为是（ ）（A）手电筒射出的不是单色光（B）干涉图样太细、太小看不到（C）周围环境的漫反射光线太强（D）两个淘汰是非相干光源4.指出下列哪些条纹是不等间距的 （ ）（A）双缝干涉图样 （B）圆孔衍射图样（C）由劈形薄膜形成的干涉图样 （D）单缝衍射形成的衍射图样5.如图13-7是一竖直肥皂膜的横截面，光通过薄膜产生干涉，下列说法中正确的是（ ）（A）用绿光照射时产生的干涉条纹间距比红光照射时大（B）干涉条纹中的暗线是薄膜前后两表面反射的两列光波，波谷和波谷叠加而形成的（C）观察干涉条纹，应沿着平行光照射方向自左向右看（D）薄膜上的干涉条纹应是水平排列的。6.如图13-8所示，用干涉法检查某零

16、件表面的平整度，下列判断中正确的是 （ ）（A）a是被测零件 （B）a是标准件（C）b是被测零件 （D）c是空气劈7.上题中，干涉条纹是哪两个表面反射光线相干产生的？（A）a的上表面和b的下表面（B）a的上表面和b的上表面（C）a的下表面和b的上表面（D）a的下表面和b的下表面8.如图13-9所示，用单色光做双缝干涉实验时，光屏上P处是第二亮条纹的位置，若改用频率较高的单色光做实验时，第二亮条纹的位置应 （ ）（A）仍在P点 （B）P点上方（C）P点下方 （D）不能确定9.上题中，若光源是单色红光，屏上应出现红色干涉条纹，此时若将双缝中的一缝用遮光片挡住，则在屏上 （ ）（A）干涉条纹不变 （

17、B）只有一半的干涉条纹（C）变成红光的衍射条纹 （D）没有明暗条纹10.首先提出光是电磁波的物理学家是 （ ）（A）惠更斯 （B）麦克斯韦 （C）赫兹 （D）爱因斯坦11.认为光和无线电波都是电磁波的理由正确的是（ ）（A）真空中传播速度相同 （B）都能发生反射、折射、干涉和衍射现象（C）传播时都不需要别的本质 （D）都是由振荡电路中的自由电子运动产生的12.对所有的机械波和电磁波，下列说法中正确的是 （ ）（A）都能产生干涉和衍射现象 （B）在同一介质中传播速度相同（C）都能在真空中传播 （D）波速，波长、频率三者的关系相同参考答案一、1.频率相同； 2.障碍物或孔的尺寸比波长小或可相近、介

18、质均匀；3.薄膜干涉、单缝衍射、薄膜干涉； 4.红橙黄绿青蓝紫、红、紫； 5.彩色、彩色；6.直线传播、衍射、衍射、泊松； 7.无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线； 8.热、化学、穿透二、1.(C); 2.(A)(B); 3.(D); 4.(A)(C); 5.(C)(D); 6.(B)(C)(D); 7.(C); 8.(C); 9.(C); 10.(B); 11.(A)(B)(C); 12.(A)(D)第二节 光电效应 波粒二象性知识要点（一）基本概念（1）光电效应：金属及其化合物在光（包括不可见光）的照射下，释放电子的现象叫做光电效应。（2）光电子：在光电效应现象中释放出的电子叫

19、做光电子。（3）光电流：在光电效应现象中释放出的光电子在外电路中运动形成的电流叫做光电流。（二）光电效应的规律（斯托列托夫）（1）任何一种金属，都有一个极限频率（又叫红限，以0表示），入射光的频率低于这个频率就不能发生光电效应。（2）光电子的最大初动能（Ekm=）跟入射光的强度无关，只随入射光的频率的增大而增大。（3）从光开始照射，到释放出光电子，整个过程所需时间小于3×10-9s。（4）当发生光电效应时，单位时间、单位面积上发射出的光电子数跟入射光的频率无关，跟入射光的强度成正比。（三）光子说（爱因斯坦）在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光子。每个光子所具有的

20、能量跟它的频率成正比，写作为 或 式中 光的频率； 光的波长； C 光在真空中的速度； h 普朗克恒量，等于6.63×10-34J·S。（四）实验和应用（1）如图13-10所示，紫外线（或弧光灯的弧光中的紫外线）照射表面洁净的锌板，使锌板释放电子，从而使锌板、验电器带正电、验电器的指针发生偏转。（2）光电管。如图13-11所示，光电管是光电效应在技术上的一种应用。它可以把光信号转变为电信号。（五）光的本性的认识（1）光的本性的认识过程。17世纪的两种对立学说：牛顿的微粒说光是实物粒子 惠更斯的波动说光是机械波19世纪的两种学说：麦克斯韦（理论上）、赫兹（实验证实）光是电磁波

21、、光的波动理论。爱因斯坦（光子说）、密立根（实验证实）光是光子、光具有粒子性。（2）光的波粒二象性。光既具有粒子性又具有波动性，两种相互矛盾的性质在光子身上得到了统一。光在传播过程中，主要表现为波动性：大量光子表现出来的是波动性。而当光与物质相互作用时，主要表现为粒子性；少量光子表现出来的是粒子性。疑难分析 1.金属中的电子只能吸收一个光子的能量。从光开始照射，到释放出光电子的过程非常快，所需时间非常短，金属中的电子吸收一个光子的能量后，立即离开金属表面逸出成为光电子.如果这个电子吸引一个光子的能量后不能逸出成为光电子，那么这一能量就迅速耗散到整个金属板中，所以一个电子只能吸收一个光子的能量，

22、而不能把几个光子的能量积累起来。2.任何一种金属，都有一个极限频率。当光照射金属时，电子吸收光子的能量后，首先应克服原子核对它束缚，才可以离开金属表面逸出成为光电子。电子克服金属原子核的引力所做的功，叫做逸出功。不同的金属的逸出功是不同的，所以它们的极限频率也是不同的。逸出功W和极限频率的关系写作： 或3.爱因斯坦的光电效应方程是根据能量守恒定律得出的。金属表面的电子从入射光中吸收一个光子的能量hv时（电子吸收光子能量，不是光子与电子发生碰撞），一部分用于电子从金属表面逸出时所做的逸出功W，另一部分转换为光电子的最大初动能。即 或 由此公式可以看出光电子的最大初动能与入射光的频率是线性关系，而

23、不是成正比。如图13-12所示。其中直线在横轴上的截距就是这种材料的极限频率，而此直线的斜率就是普朗克恒量，OB长度表示材料的逸出功。4.光强的正确概念以及逸出的光电子数与光强的关系。光强一般是指单位时间内入射到单位面积上光子的总能量。若用n表示每秒钟射到每平方米上的光子数，每个光子的能量为hv，则光强可写作： E光强=n·hv(J/s·m2)由公式可以看出光强是由光的频率和光子的发射率两个因素决定的，对同一色光来说，光强相等时，光子数当然相等，光强不等时，也就是说光子数不同。对不同色光来说，尽管他们的光强相等，但由于频率不同，每个光子的能量不同，单位时间内入射到单位面积上

24、的光子数也就不同。并且和频率成反比关系。由下面关系可以看出：因为 E1=E2 n1hv1=n2hv2所以 n1:n2=v2:v1某单色光使某一金属逸出光电子，是因为大量光子射到金属表布时，所谓“万箭齐发、一箭中的”，按统计规律，金属表面的电子能吸收光子的能量而逸出的光电子数目与入射的光子数成正比。若使这一单色光的强度增大一倍，由于其频率不变，发射的光子数也就增大一倍，那么逸出的光电子数也必然增多一倍。从这个意义上说，单位时间、单位面积上发射出的光电子数跟入射光频率无关，跟入射光强度成正比。5.光波和机械波的比较。机械波：其频率由振源决定，在媒质中传播的速度由媒质的物理性质决定，在真空中不能传播

25、。当机械波从一种媒质进入另一种媒质中传播时，频率不变，波速改变波长也相应改变，即 光波：其频率决定于光源，可以在真空中传播，且各种频率的光在真空中传播的速度相同，均为c=3.00×108m/s。但是光在媒质中的传播速度不仅与媒质的性质有关，而且与光的频率有关。在同一媒质中，频率越高的光，传播的速度越小。例题解析 1.某金属在一束绿光照射下，正好有电子逸出，在下述情况下逸出电子的多少和光电子的最大初动会发生什么变化？（1）增大光强而不改变光的频率；（2）用一束强度更大的红光代替绿光；（3）用强度相同的紫光代替绿光解：题目说正好有电子逸出，就是说绿光的频率正好等于这金属的极限频率。即v绿

26、=v0（1）增大光强而不改变光的频率，就意味着单位时间内入射到单位面积上的光子数增大，而每个光子的能量不变，因此逸出的光电子的初动能不变，而逸出的光电子数增多。（2）虽然红光的强度更大，这仅仅意味着单位时间内入射到单位面积上的光子数增加得更多，但是每个红光的光子频率小于绿光的频率，也就是小于这一金属的极限频率，不能发生光电效应，故而无兴电子逸出。（3）紫光光子的能量大于绿光光子的能量，这两束光的强度相同，意味着单位时间内入射到单位面积上紫光的光子数小于绿光的光子数，因此金属表面逸出的光电子数减少，而逸出的光电子的最大初动能将增大。2.在演示光电效应的实验中，把某种金属板连在验电器上。第一次用弧

27、光灯直接照射金属板，验电器的指针就张开了一个角度。第二次，在弧光灯和金属板之间，插入一块普通玻璃板，再用弧光灯照射，验电器的指针不张开。由此可以判定，使金属板产生光电效应的是弧光中的（A）无线电波成分 （B）红外光成分 （C）可见光成分 （D）紫外光成分解：用弧光灯照射金属板，金属板产生光电效尖，放出电子而带正电，验电器和金属相连也带正电，张开一个角度。可见光能透过普通的玻璃板而紫外线却不能通过，在实验中弧光灯和金属板间插入普通玻璃后便不产生光电效应，说明可见光的频率小于该金属的极限频率。因而我们可以判定：第一次产生光电效应的是弧光中比可见光频率高的光。无线电波和红外光的频率均小于可见光的频率

28、，而紫外光的频率高于可见光的频率，故而只能选 （D）。3.阳光垂直照射地面时，地面上1m2接收到的可见光功率为1.4×103W。若可见光的平均波长取=5.0×10-7m,则每秒钟每平方厘米的地面上接收到的可见光的光子数是多少？解：1m2=1×104cm2可见光的功率P乘上照射时间t即为可见光的能量，而此能量就是N个光子的能量的聚合。故得 故 3.5×1017(个)4.图13-13为一光电管的工作电路。指出图中直流电源的极性，并说明理由。设使此光电管产生光电效应的入射光的最大波长为，则能使此光电管工作的入射光子的最小能量为多少？解：电源a为正极，b为负极。

29、因为K极（阴极）与电源负极相连才能作为发射光电子的阴极。波长最大，即频率最小。能使光电管工作的入射光子的最小能量为 5.功率为25W的白炽灯泡，发光时有5%的电能转化为光能，试估算这只灯泡正常发光时，每秒钟释放的可见光的光子数目的数量级为多少？解：当电流通过白炽灯泡的灯丝，灯丝温度升高由发红而到白炽，把电能转化为内能，升高温度，从而放出热量；同时，灯丝白炽发光，把电能转化为光能释放光电子，且仅占总能量的5%。可见光是由频率不同的红橙黄绿青蓝紫七种单色光组成，在估算中取其中的频率中间值，即为黄光的频率v=5×1014Hz总电能为P·t,而光能为P·t·故

30、P·t·=N·h·v得=3.8×1018（个）每秒钟释放的可见光的光子数目的数量级为1018个。6.根据光电管的工作原理，设计“光电计数装置”，用于统计进入展览会的参观者人数，画出简单的电路图。解：工作原理示意图见图13-14。简单电路图见图13-15。知识拓宽 （一）德布罗意波法国物理学家德布罗意，在光的波粒二象性启发下大胆推想，“波粒共存的观念可以推广到所有粒子”。从而提出假设，一切微观实物粒了和光子一样都有波粒二象性。对于运动的粒子性质用能量E和动量P来表征，至于波的性质则用频率v和波长来描述。德布罗意指出：质量为m和速度为v的运动粒子的

31、波长等于普朗克恒量h跟粒子动量mv的比，这个关系叫德布罗意公式，即 当时，由于实验条件限制，没有足够精密的仪器观察运动的微观粒子的非常短的波长。后来科学家们设计用晶体做光栅，从而观察到电子射线通过晶体（铝箔）的衍射图样，也同样观察到质子、中子、原子、分子射线的衍射图样（如图13-16(a)所示），并计算出它们的波长符合德布罗意公式。这就证明了一切运动的微观粒子都具有波粒二象性，于是人们把这种波叫德布罗意波或物质波。（二）物质波是一种几率波光的波粒二象性让我们认识到原是电磁波的光具有粒子性；物质波又让我们明确原来认为是粒子的电子、原子、分子也具有波动性，但是这种物质波既不是机械波也不是电磁波，而

32、是一种几率波。机械波是周期性的振动在媒质内的传播；电磁波是周期性变化的电磁场的传播；而物质是表明大量微观粒子运动规律的几率波，按统计规律，也就是说物质波在某一地方的强度跟在该处找到它所代表的粒子的几率成正比。电子射线通过晶体光栅的几率示意图如图13-16(b)所示。电子、质子、原子等微观粒子和光子一样都具有波粒二象性，但是他们还是有很基本的区别的，光子没有静质量，而电子、质子、原子等都有静质量；光子运动的速度在真空中永远是c，而电子、质子等都可以有低于光速c的各种运动速度。例如：已知电子的电量是1.6×10-19C,质量是0.91×10-30kg，经过200V电势差加速，加

33、速后电子波的波长为多大？解：经过电场加速后电子获得的动能： =3.2×10-17J电子的速度为 由德布罗意公式电子波的波长为 练习题 一、选择题1.在可见光中，哪种色光的光子能量最大？ （ ）（A）红光 （B）紫光 （C）蓝光 （D）黄光2.爱因斯坦认为光在传播过程中是不连续的，而是一份一份的，每一份的能量为（ ）（A）hv(h为普朗克恒量，v为光的频率) （B）1Ev（C）6.63×10-34J （D）0.1WeV3.光子的能量 （ ）（A）跟它的波长成正比 （B）跟光的速度成正比。（C）跟它的频率成正比 （D）跟光的速度的平方成正比。4.关于光束的强度、光束的能量及光子

34、的能量的关系正确的说法是 （ ）（A）光强增大，光束能量也增大，光子能量也增大（B）光强减弱，光束能量也减弱，光子能量不变（C）光的波长越长，光束能量也越大，光子能量也越大（D）光的波长越短，光束能量也越大，光子能量也越小5.光电效应必须满足的条件是 （ ）（A）入射光强度大于某一极限强度 （B）入射光波长大于某一极限波长（C）入射光时间大于某一极限时间 （D）入射光频率大于某一极限频率6.关于光电效应中光电子的最大初动能的正确说法是 （ ）（A）是从金属飞出的光电子所具有的（B）是从金属表面直接飞出的光电子所具有的（C）是从金属飞出的光电子的初动能都是最大初动能（D）用同一强度不同频率的光照

35、射同一金属飞出的光电子的最大初动能相同7.用相同强度、相同频率的两束紫外线分别照射两种不同金属表面，产生光电效应时，其中不正确说法是 （ ）（A）两束光的光子能量相同 （B）在单位时间里逸出的电子数相同（C）两金属逸出的光电子最大初动能相同 （D）从两金属表面几乎同时逸出光电子8.当光照射某金属表面时有电子逸出，如果该光的强度减弱到某一最低值时，则（ ）（A）没有电子逸出 （B）逸出的光电子数减少（C）逸出的光电子的初动能减少 （D）逸出的光电子数和初动能都减少9.用单色光照射某一金属表面产生光电效应，第一次光线垂直入射金属表面，第二次光线倾斜入射金属表面，两次照射中，单位时间从金属表面逸出的

36、光电子数相比较 （ ）（A）第一次多于第二次 （B）第一次少于第二次（C）两次相同 （D）条件不足，无法比较10.用频率为v1的单色光照金属A,用频率为v2的单色光照金属B,都产生了光电子,且从A逸出的光电子的最大初动能大于从B逸出的最大初动能,则: ( )（A）v1一定大于v2 （B）v1一定小于v2（C）v1一定等于v2 （D）上述都有可能11.某光电管的阴极用金属钠做成，当用蓝光或紫光照射时，都有光电流产生。如果用相同强度的蓝光或紫光照射时，它们产生的光电流（最大值）分别为I1，I2:I1和I2的大小相比较是 （ ）（A）I1<I2 （B）I1=I2（C）I1>I2 （D）条件不足无法比较12.下列说法正确的是 （ ）（A）光子就像宏观现象中的微