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    不同色光的频率与光的折射率有类似大小关系.通过折射光路知道折射率的关系.从而知道频率的关系.据知道真空中波长的关系.进而可以判断光电效应.干涉.衍射规律.反之根据干涉.衍射规律知道波长关系.从而据知道频率关系.折射率关系.解决光电效应及折射问题. 典型例题 例1．某同学采用如图14-5-1所示的实验装置来研究光电效应现象.当用某一频率的光照射光电管的阴极K时.会发生光电效应现象.电流计中有电流通过.闭合电键S.在阳极A和阴极K之间加上反向电压.通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压.直至电流计中电流恰好为零.此时电压表的电压值称为反向截止电压.现用频率为的绿光照射阴极.测量到反向截止电压为U.设电子电量为e.普朗克常数为h.则: A．逸出的电子的最大初动能为eU B．阴极K的逸出功W=h-eU C．如改用紫光照射.则光电子的最大初动能一定增加 D．如改用紫光照射.则阴极K的逸出功一定发生变化 解析:由光电效应实验得选项ABC正确 变式训练1.如图14-5-2所示.电路中所有元件完好.光照射到光电管上.灵敏电流计中没有电流通过.其原因可能是 ( ) A．入射光太弱 B．入射光波长太大 C．光照时间短 D．电源正负极接反 图14-5-2 解析:灵敏电流计中没有电流通.可能没有发生光电效应.也可能电源正负极接反.选项BD对 例2.小灯泡发光功率P＝1 W.能均匀向四周辐射出去.辐射出的光波波长为1.0×10-7m.求在距离灯泡R＝10 km处每秒钟内投射到垂直于光线面积S＝1 m2上的光子数. 解析:小灯泡辐射的能量将均匀分布在以灯泡为球心的球面上.以灯泡为球心d＝10 km为半径的球面上每秒每平方米面积通过的光能为: E＝＝＝7.96×10-10J 每个光子的能量为 E0＝hν＝h＝＝1.99×10-18J 故光子数:N＝＝＝4×108 (个) 变式训练2.已经证明.1 s内进入一只眼睛瞳孔中波长为556nm的光子数57个时.我们就感到有光(眼睛对于这个波长的绿光最灵敏).设太阳向四周辐射的能量约有45%是可见光.若全部可见光光子的平均波长为556nm.在传播过程中没有能量损失.瞳孔直径为4 mm.那么距太阳多少光年的距离仍能看到太阳?(h＝6.63×10-34J·s.太阳辐射总功率为3.8×1026W) 解析:由题中已知条件.可知人眼能感觉到的最小能量为 太阳辐射的总功率为3.8×1026W.由题设条件知.其中45%是可见光的能量.那么每秒太阳向四周辐射的可见光能量为 E总＝3.8×1026×45%＝1.71×1026J 设人到太阳的距离为R.人眼瞳孔的面积为S0.则S0＝r2.由能量分配关系可得: 故 即距太阳3.1×102光年的距离仍能看到太阳. 例3. 根据量子理论.光子具有动量.光子的动量等于光子的能量除以光速.即.光照射到物体表面并被反射时.会对物体产生压强.这就是“光压 .光压是光的粒子性的典型表现.光压的产生机理如同气体压强:由大量气体分子与器壁的频繁碰撞产生了持续均匀的压力.器壁在单位面积上受到的压力就是气体的压强. (1)激光器发出的一束激光的功率为PW.光束的横截面积为S.当该激光束垂直射在物体表面时.试计算单位时间内到达物体表面的光子的总动量. (2)若该激光束被物体表面完全反射.证明其在物体表面引起的光压是. (3)设想利用太阳的光压将物体送到太阳系以外的空间去.当然这只有当太阳对物体的光压超过了太阳对物体的引力才行.现如果用一种密度为1.0×103 kg/m3的物体做成的平板.它的刚性足够大.则当这种平板厚度较小时.它将能被太阳的光压送出太阳系.试估算这种平板的厚度应小于多少?设平板处于地球绕太阳运动的公转轨道上.且平板表面所受的光压处于最大值.不考虑太阳系内各行星对平板的影响.已知地球公转轨道上的太阳常量为J=1.4×103J/m2·s(即在单位时间内垂直辐射在单位面积上的太阳光的能量).地球绕太阳公转的加速度为5.9×10-3m/s2. 解析:(1)设单位时间内激光器发出的光子数为n.每个光子的能量为E.动量为p0.则激光器的功率为 Pw＝nE. 单位时间内到达物体表面的光子总动量为 p总＝np0＝n＝. (2)激光束被物体表面完全反射.故单位时间内的动量改变量为 Δp＝2p总＝. 根据动量定理.激光束对物体表面的作用力为 Fm＝. 因此.激光束在物体表面引起的光压为 P＝. (3)设平板的质量为m.密度为ρ.厚度为d.面积为S1.太阳常量为J.地球绕太阳公转的加速度为a.利用太阳的光压将平板送到太阳系以外的空间去.必须满足条件是太阳光对平板的压力大于太阳对其的引力.结合上问的结论.有: >ma. 而平板的质量m＝ρdS1.所以 d<＝＝1.6×10-6m. 因此.平板的厚度应小于1.6×10-6m. 变式训练3. 在彩色电视机的显像管中.从电子枪射出的电子在1.8×104 V高压下加速.形成的平均电流为1 mA. (1)若电子撞击荧光屏后的速度为零.电子束对荧光屏的平均作用力是多大? (2)若电子撞击荧光屏时的能量全部转变为光能.而且产生的光均为波长为500 nm的绿光.已知荧光屏的面积为0.1 m2.则每秒钟在每平方厘米的荧光屏上平均产生多少个光子? (已知电子的质量m＝9.1×10-31 kg.电子电量e＝1.60×10-19 C.普朗克常量h＝6.63×10-34 J·s) 解析::(1)设电子经电场加速到达荧光屏时的速度为v.则有 eU＝.得v＝ ① 电子枪每秒发射的电子数n＝.② 电子到达荧光屏时速度变为零.动量变化ΔP＝nmv.根据动量定理得电子对荧光屏的平均冲力为F＝nmv ③ ①②③联立得 F＝I·＝10-3×N ＝4.5×10-7 N. (2)依题荧光屏每秒每平方厘米的光能为 W＝＝J＝1.8×10-2J. 每个光子的能量为 E＝hν＝h＝J ＝3.978×10-19J. 荧光屏每平方厘米面积上每秒产生的光子数为 n＝＝个＝4.5×1016个 光学单元测试题 【查看更多】

     

    题目列表(包括答案和解析)

    本题包括A、B、C三个小题，请选定其中两题，并在相应的答题区域内作答．若三题都做，则按A、B两题评分．
    A．（选修模块3-3）
    （1）下列说法正确的是
    A．分子间的引力和斥力是不能同时存在的，有引力就不会有斥力
    B．布朗运动就是液体分子的热运动
    C．一定质量的理想气体的内能只与温度有关，温度越高，内能越大
    D．做功和热传递在改变物体内能上是等效的
    （2）一定质量的理想气体的状态变化过程如图所示，A到B是等压过程，B到C是等容过程，则A到B过程中气体是     （填“吸热”或“放热”）过程，B到C过程中气体内能    （填“增加”或“减少”）．

    （3）已知阿伏伽德罗常数是NA=6.0×1023/mol，铜的摩尔质量为6.4×10-2kg/mol，铜的密度是8.9×103kg/m3．试估算1个铜原子占有的体积为多少？（结果保留二位有效数字）

    B．（选修模块3-4）
    （1）下列说法正确的是
    A．在波的传播过程中，质点的振动频率等于波源的振动频率，振动速度等于波的传播速度
    B．爱因斯坦狭义相对论指出，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的
    C．在光的双逢干涉实验中，若仅将入射光由红光改为绿光，则干涉条纹间距变宽
    D．水中的气泡看起来特别明亮，是因为光从水射向气泡时，一部分光在界面上发生了全反射的缘故
    （2）某介质中，x=0处的质点在t=0时刻开始振动，产生的波沿x轴正方向传播，t=0.3s时刻波的图象如图所示，质点b刚好开始振动，则此时质点a的振动方向为沿y轴    方向（填“正”或“负”），波在介质中传播的速度为    ．

    （3）如图所示，直角三棱镜折射率为，∠B=30°，一束单色光垂直于AC面射向棱镜，入射点为O，试画出光在棱镜中传播的光路图，并求出光射出棱镜时折射角．（不考虑BC面对光线的反射）

    C．（选修模块3-5）
    （1）日本福岛核电站泄漏事故中释放出大量的碘131，碘131是放射性同位素，衰变时会发出β射线与γ射线，碘131被人摄入后，会危害身体健康，由此引起了全世界的关注．下面关于核辐射的相关知识，说法正确的是
    A．人类无法通过改变外部环境来改变碘131衰变的快慢
    B．碘131的半衰期为8.3天，则4个碘原子核经16.6天后就一定剩下一个原子核
    C．β射线与γ射线都是电磁波，但γ射线穿透本领比β射线强
    D．碘131发生β衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的
    （2）在光电效应现象中，若某金属的截止波长为λ，已知真空中的光速和普朗克常量分别为c和h，该金属的逸出功为    ．若用波长为λ（λ＜λ）单色光做实验，则光电子的最大初动能为    ．
    （3）在光滑水平面上，质量为1.5kg的滑块A以2.0m/s的速度撞击质量为9.0kg的静止滑块B，撞击后滑块B的速度为0.5m/s，求滑块A碰后的速度大小和方向．

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    （2010?南京模拟）本题包括A、B、C三个小题，请选定其中两题，并在相应的答题区域内作答．若三题都做，则按A、B两题评分．
    A．（选修模块3-3）
    （1）下列说法正确的是
    A．分子间的引力和斥力是不能同时存在的，有引力就不会有斥力
    B．布朗运动就是液体分子的热运动
    C．一定质量的理想气体的内能只与温度有关，温度越高，内能越大
    D．做功和热传递在改变物体内能上是等效的
    （2）一定质量的理想气体的状态变化过程如图所示，A到B是等压过程，B到C是等容过程，则A到B过程中气体是
    吸热
    吸热
     （填“吸热”或“放热”）过程，B到C过程中气体内能
    减小
    减小
    （填“增加”或“减少”）．

    （3）已知阿伏伽德罗常数是NA=6.0×1023/mol，铜的摩尔质量为6.4×10-2kg/mol，铜的密度是8.9×103kg/m3．试估算1个铜原子占有的体积为多少？（结果保留二位有效数字）

    B．（选修模块3-4）
    （1）下列说法正确的是
    A．在波的传播过程中，质点的振动频率等于波源的振动频率，振动速度等于波的传播速度
    B．爱因斯坦狭义相对论指出，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的
    C．在光的双逢干涉实验中，若仅将入射光由红光改为绿光，则干涉条纹间距变宽
    D．水中的气泡看起来特别明亮，是因为光从水射向气泡时，一部分光在界面上发生了全反射的缘故
    （2）某介质中，x=0处的质点在t=0时刻开始振动，产生的波沿x轴正方向传播，t=0.3s时刻波的图象如图所示，质点b刚好开始振动，则此时质点a的振动方向为沿y轴
    负
    负
    方向（填“正”或“负”），波在介质中传播的速度为
    40m/s
    40m/s
    ．

    （3）如图所示，直角三棱镜折射率为
    		2
    ，∠B=30°，一束单色光垂直于AC面射向棱镜，入射点为O，试画出光在棱镜中传播的光路图，并求出光射出棱镜时折射角．（不考虑BC面对光线的反射）

    C．（选修模块3-5）
    （1）日本福岛核电站泄漏事故中释放出大量的碘131，碘131是放射性同位素，衰变时会发出β射线与γ射线，碘131被人摄入后，会危害身体健康，由此引起了全世界的关注．下面关于核辐射的相关知识，说法正确的是
    A．人类无法通过改变外部环境来改变碘131衰变的快慢
    B．碘131的半衰期为8.3天，则4个碘原子核经16.6天后就一定剩下一个原子核
    C．β射线与γ射线都是电磁波，但γ射线穿透本领比β射线强
    D．碘131发生β衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的
    （2）在光电效应现象中，若某金属的截止波长为λ0，已知真空中的光速和普朗克常量分别为c和h，该金属的逸出功为
    h
    c
    λ0
    h
    c
    λ0
    ．若用波长为λ（λ＜λ0）单色光做实验，则光电子的最大初动能为
    h
    c
    λ
    -h
    c
    λ0
    h
    c
    λ
    -h
    c
    λ0
    ．
    （3）在光滑水平面上，质量为1.5kg的滑块A以2.0m/s的速度撞击质量为9.0kg的静止滑块B，撞击后滑块B的速度为0.5m/s，求滑块A碰后的速度大小和方向．

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