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    光具有波粒二象性，光子的能量E=hv，其中频率表征波的特性．在爱因斯坦提出光子说之前，法国物理学家德布罗意提出了光子动量P与光波波长λ的关系为：P=h/λ．若某激光管以PW=60W的功率发射波长λ=6.63×10－7m的光束，试根据上述理论计算，
    (1)该管在1s内发射出多少个光子？
    (2)若光束全部被某黑体表面吸收，那么该黑体表面所受到光束对它的作用力F为多大？

    （1）2.0×1020     （2）2.0×10－7N

    （1）根据波长、频率与波速三者关系可求出每个光的频率，进而得到每个光子的能量并由激光管的发光频率求出1s内发射的光子数；由动量定理求出光束所受作用力，再由牛顿第三定律得到光束对黑体表面的作用力．
    设在时间t内发射出的光子数为n，光子频率为ν，每一个光子的能量E=hν，则PW=，又ν=c/λ，则n=，将t=1秒代入上式，得n==2.0×1020
    （2）
    在时间t内激光管发射出的光子全部被黑体表面吸收,光子的末态总动量变为0,根据题中信息可知，n个光子的初态总动量为pe=np=nh/λ，
    据动量定理可知Ft=p=0－pe
    黑体表面对光子的作用力为F= pe/t=2.0×10－7N
    根据牛顿第三定律，光子束对黑体表面的作用力为2.0×10－7N
    本题有一个建立模型的过程，通过题目中的叙述给出一些高中阶段没有学习过的内容，把光子被黑体吸收的过程看成是质点与物体相互作用动量发生变化的过程，并应用力学知识解决问题．
    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
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    科目：高中物理 来源：不详 题型：实验题

    （4分）如图所示，用导线将验电器与洁净锌板连接，触摸锌板使验电器指示归零。用紫外线照射锌板，验电器指针发生明显偏转，接着用毛皮摩擦过的橡胶棒接触锌板，发现验电器指针张角减小，此现象说明锌板带      电（选填写“正”或“负”）；若改用红外线重复上实验，结果发现验电器指针根本不会发生偏转，说明金属锌的极限频率        红外线（选填“大于”或“小于”）。

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    “不经历风雨怎么见彩虹”，彩虹的产生原因是光的色散，如图14-2-5所示为太阳光射到空气中的小水珠发生色散形成彩虹的光路示意图，a、b为两种折射出的单色光.以下说法正确的是(　　)

    图14-2-5
    A．a光光子能量大于b光光子能量
    B．在水珠中a光的传播速度小于b光的传播速度
    C．用同一双缝干涉装置看到的a光干涉条纹间距比b光宽
    D．如果b光能使某金属发生光电效应，则a光也一定能使该金属发生光电效应

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    在进行光电效应实验时，用黄光照射某金属表面时发生光电效应现象，并产生了光电流，则（   ）
    A．若增大黄光的照射强度，光电子的最大初动能将增大
    B．若增大黄光的照射强度，单位时间内出射的电子数目将增多
    C．若改用红光照射该金属，一定能产生电效应现象
    D．若改用蓝光照射该金属，饱和光电流一定增大

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    .用绿光照射一光电管能产生光电效应.欲使光电子从阴极逸出时的最大初动能增大,应
    A．改用红光照射
    B．增大绿光的强度
    C．增大光电管上的加速电压
    D．改用紫光照射

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：填空题

    铝的逸出功是4.2eV，将波长为200nm的光照射铝的表面．已知1nm=10-9m，光速c=3.0×108m/s，1eV=1.6×10-19J，普朗克常量h=6.63×10-34J?S．则光电子的最大初动能为______J；铝金属的遏止电压______V；铝的截止频率______Hz．（结果保留两位有效数字）

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：问答题

    试估算一个中学生在跑百米时的德布罗意波的波长。

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：填空题

    （4分）给光电管加上反向电压可测光电管阴极金属的极限频率，若照射光波长为λ，反向加电压U时电路中刚好无电流，则该光电管阴极金属的极限频率为______________．（真空中光速为c，普朗克常量为h）

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    科目：高中物理 来源：不详 题型：单选题

    关于光电效应，下列说法正确的是（   ）
    A．用一束绿光照射某金属，能产生光电效应，现把这束绿光遮住一半，则可能不发生光电效应
    B．用一束绿光照射某金属，能产生光电效应，现把这束绿光换成红光，则可能不发生光电效应
    C．无论光的频率多低,只要光照射的时间足够长，任何金属都能产生光电效应
    D．入射光的光强一定时，频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多

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