第2讲 波粒二象性 原子结构之谜
考点1 光电效应规律及应用(c)
【典例1】(多选)(2019·浙江4月选考真题)波长为λ1和λ2的两束可见光入射到双缝,在光屏上观察到干涉条纹,其中波长为λ1的光的条纹间距大于波长为λ2的条纹间距。则(下列表述中,脚标“1”和“2”分别代表波长为λ1和λ2的光所对应的物理量) ( )
A.这两束光的光子的动量p1>p2
B.这两束光从玻璃射向真空时,其临界角C1>C2
C.这两束光都能使某种金属发生光电效应,则遏止电压U1>U2
D.这两束光由氢原子从不同激发态跃迁到n=2能级时产生,则相应激发态的电离能ΔE1>ΔE2
【解析】选B、D。根据双缝干涉的条纹间距的表达式Δx=
λ可知λ1>λ2,由p=
可知p12,选项A错误;光1的折射率n1小于光2的折射率n2,则根据sinC=
可知这两束光从玻璃射向真空时,其临界角C1>C2,选项B正确;光1的频率ν1小于光2的频率ν2,这两束光都能使某种金属发生光电效应,则根据Ue=
m
=hν -W逸出功可知,遏止电压U12,选项C错误;这两束光由氢原子从不同激发态跃迁到n=2能级时产生,可知光1所处的激发态的能级较低,相应激发态的电离能较大,即ΔE1>ΔE2,选项D正确。
【典例2】(多选)某同学在研究某金属的光电效应现象时,发现该金属逸出光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν的关系如图所示。若图线在横、纵坐标轴上的截距分别为a和-b,已知电子所带电荷量为e,由图象可以得到 ( )
A.该金属的逸出功为零
B.普朗克常量为
,单位为J·Hz
C.当入射光的频率为2a时,逸出光电子的最大初动能为b
D.当入射光的频率为3a时,遏止电压为
【解析】选C、D。根据爱因斯坦光电效应方程Ek=hν-W0,可知Ek -ν图线的斜率表示普朗克常量h,即h=
=,单位为J/Hz,纵轴截距的绝对值表示金属的逸出功W0,W0=b,选项A、B错误;当入射光的频率ν=2a时,光电子的最大初动能Ek=·2a-b=b,选项C正确;由Ek=hν-W0可知,当入射光的频率为3a时,光电子的最大初动能为Ek=2b,由最大初动能Ek与遏止电压的关系式Ek=eUc可知,遏止电压为Uc=,选项D正确。
1.如图所示,当弧光灯发出的光经一狭缝后,在锌板上形成明暗相间的条纹,同时与锌板相连的验电器铝箔有张角,则该实验 ( )
A.只能证明光具有波动性
B.只能证明光具有粒子性
C.只能证明光能够发生衍射
D.证明光具有波粒二象性
