1、光的粒子性 习题解答,一、选择题 1. 已知一单色光照射在钠表面上，测得光电子的最大动能是1.2eV，而钠的红限波长是540nm，那么入射光的波长是 (A) 535nm (B) 500nm (C) 435nm (D) 355nm,解,D,光电效应问题。利用爱因斯坦方程求解。,一、选择题 2. 在康普顿散射中，如果设反冲电子的速度为光速的60，则因散射使电子获得的能量是其静止能量的 (A) 2倍。 (B) 1.5倍。 (C) 0.5倍。 (D) 0.25倍。,解,D,康普顿散射。本题中只要比较两种电子的能量。,一、选择题 3. 光子能量为0.5MeV的X射线，入射到某种物质上而发生康普顿散射。若
2、反冲电子的动能为0.1MeV，则散射光波长的改变量与入射光波长0之比值为 (A) 0.20 (B) 0.25 (C) 0.30 (D) 0.35,解,B,康普顿散射前后的能量、动量均守恒。 本题中用到能量守恒，反冲电子的动能就是入射光子能量与散射光子能量之差。,一、选择题 4. 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Ek；若改用频率为2的单色光照射此种金属时，则逸出光电子的最大动能为： (A) 2Ek (B) 2hEk (C) hEk (D) h+Ek,解,D,光电效应的爱因斯坦方程就是能量守恒方程。注意到两次实验中的同一种金属的逸出功A不变。,一、选择题 5. 以一定频率的单
3、色光照射在某种金属上，测出其光电流曲线在图中用实线表示。然后保持光的频率不变，增大照射光的强度，测出其光电流曲线在图中用虚线表示，满足题意的图是 ,解,B,某种金属的光电效应中的遏制电势与入射光的频率有关，而与入射光强无关。饱和光电流与入射光强有关，而且不同入射光强的曲线形状相同的。选（B）。,二、填充题 1. 光电效应中，当频率为31015Hz的单色光照射在逸出功为4.0eV的金属表面时，金属中逸出的光电子的最大速率为 ms-1。(普朗克常量h=6.631034Js ，电子质量me=9.11 1031kg ),解,直接应用光电效应的爱因斯坦方程计算。,1.72 106,二、填充题 2. 某光
4、电管阴极对于 = 4910 的入射光, 发射光电子的遏止电压为0.71伏。当入射光的波长为_ 时, 其遏止电压变为1.43伏。( e = 1.601019C, h = 6.631034J.s),解,3823,某种金属的光电效应中的遏制电势与入射光的频率有关。,二、填充题 3. 以波长为=0.207m的紫外光照射金属钯表面产生光电效应，已知钯的红限频率0= 1.211015Hz，则其遏止电压 V。(普朗克常量h = 6.631034J.s ，基本电荷 e = 1.601019C),解,直接用爱因斯坦光电效应方程计算。注意其中遏制电势与初动能的关系，红限频率与逸出功的关系,二、填充题 4. 如图所
5、示，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p，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 。,解,康普顿散射中，系统的动量也是守恒的。,二、填充题 5. 康普顿散射中, 当出射光子与入射光子方向成夹角= _ 时, 光子的频率减少得最多; 当 = _时, 光子的频率保持不变。,解,康普顿效应中的波长该变量：因此，当为 和0时，满足题目要求。,三、计算题 1. 波长为的单色光照射某种金属M表面发生光电效应，发射的光电子(电量绝对值为e，质量为m)经狭缝S后垂直进入磁感应强度为B的均匀磁场(如图示)，今已测出电子在该磁场中作圆周运动的最大半径为R。求(1) 金属材料的逸出功；(2) 遏止电势差。,解,三、计算题 2. 如图所示, 某金属M的红限波长0 = 260nm。今用单色紫外线照射该金属, 发现有光电子放出, 其中速度最大的光电子可以匀速直线地穿过相互垂直的均匀电场(场强E=5103Vm-1)和均匀磁场(磁感应强度为B=0.005T)区域, 求（1）光电子的最大速度v；（2）单色紫外线的波长。,解,（1）光电子在电磁场中不受合外力：,（2）用光电效应公式计算：,三、计算题 3.已知X射线光子的能量为0.60MeV，若在康普顿散射中散射光子的波长变化了20%，试求反冲电子的动能。,解,
