復習與提高+高二下學期物理人教版（2019）選擇性必修第三冊

第四章原子結構和波粒二象性4.6復習與提高A

組1.在光電效應實驗中，小明用同一光電管在不同實驗條件下得到了三條光電流與電壓之間的關系曲線(甲、乙、丙)，如圖4-1所示?；卮鹣旅鎲栴}，并說明理由。(1)甲、乙兩種光的頻率，哪個大?

(2)乙、丙兩種光的波長，哪個大?解：c＝λv，乙、丙兩種光的頻率滿足v乙＞v丙，乙、丙兩種光在真空中的速度c

相同，則乙、丙兩種光的波長滿足λ乙＜λ丙，即丙光波長較大.(3)乙、丙兩種光所對應的截止頻率，哪個大?解：截止頻率由金屬自身的性質決定，乙、丙兩種光照射相同金屬所對應的截止頻率一樣大.(4)甲、丙兩種光所產(chǎn)生光電子的最大初動能，哪個大?解：由Ek＝hv－W0

可知，不同頻率的光照射同一種金屬逸出功W0

一定，甲、丙兩種光的遏止電壓相同，則兩種光所產(chǎn)生光電子的最大初動能相同.2.一個電子與一個基態(tài)氫原子碰撞，剛好使這個氫原子電離。這個電子的動能是多少?解：基態(tài)氫原子具有的能量為－13.6eV.如果電子與基態(tài)氫原子碰撞時將所有的動能全部用于基態(tài)氫原子的電離，則電子的動能為13.6eV.3.有些熒光物質在紫外線照射下會發(fā)出可見光，大額鈔票的熒光防偽標志就是一例。為什么任何物質都不會在紅外線照射下發(fā)出可見光?解：熒光的實質是物質吸收光子的能量躍遷到較高能級，較高能級不穩(wěn)定又要向低能級躍遷從而放出新的光子.由于第二次向低能級躍遷時放出的能量不會大于第一次向高能級躍遷時吸收的能量，而空氣中紅外線的波長比可見光的波長更長，即空氣中紅外線的頻率比可見光的小，所以熒光的波長不可能比入射光的波長短.因此，任何物質都不會在紅外線照射下發(fā)出可見光.4.估算運動員跑步時的德布羅意波長，為什么我們觀察不到運動員的波動性?

5.鈉光譜中兩條黃色譜線的波長分別為589.6nm和589.0nm。分別計算鈉原子輻射這兩種波長的光時核外電子躍遷前后的能級差。

6.氫原子光譜中巴耳末系最小波長與最大波長之比為多少?

7.圖4-2是研究光電效應的實驗裝置，某同學進行了如下操作。(1)用頻率為v1的光照射光電管，此時電流表中有電流。調節(jié)滑動變阻器，使電流表示數(shù)恰好變?yōu)?，記下此時電壓表的示數(shù)U1。(2)用頻率為v2

的光照射光電管，重復(1)中的步驟，記下電壓表的示數(shù)U2。已知電子的電荷量為e，請根據(jù)以上實驗，推導普朗克常量實驗測定值的計算式。

B

組1.用同一束單色光，在同一條件下先后照射鋅板和銀板，都能產(chǎn)生光電效應。在以上兩次實驗中，對于下列四個物理量，哪些是一定相同的?哪些是可能相同的?哪些是一定不同的?(1)光子的能量。(2)光電子的逸出功。(3)光電子的動能。(4)光電子的最大動能。解：一定相同的是(1)，可能相同的是(3)，一定不同的是(2)和(4).光子的能量由光的頻率決定，同一束單色光頻率相同，因此光子的能量一定相同；光電子的逸出功等于電子脫離某種金屬時外界對它做功的最小值，不同的金屬，逸出功一定不同；根據(jù)題意和愛因斯坦光電效應方程Ek＝hv－W0，可知光電子的最大動能一定不同，但是光電子的動能可能相同.2.大量氫原子處于n＝1、2、3、4的四個狀態(tài)，處于較高能級的原子可以向任意一個較低能級躍遷。這時我們可以觀測到幾種波長的光(包括不可見光)?最短的波長是多少?

3.已知鈉原子在A、B、C、D、E幾個能級間躍遷時輻射的光的波長分別為：589nm(B→A)，330nm(C→A)，285nm(D→A)，514nm(E→B)。試作出鈉原子在這幾個能量范圍的能級圖作圖時注意，表示能級的橫線間的距離和相應能級差成正比，并在線旁以電子伏特為單位標出這個能級的值(設最高能級為0)。

4.一個質子的動能是10eV，如果有一個電子的德布羅意波長和這個質子的德布羅意波長相等，這個電子的動能是多少?

5.A、B兩種光子的能量之比為2:1，它們都能使某種金屬發(fā)生光電效應，且所產(chǎn)生的光電子最大初動能分別為EA、EB。求A、B兩種光子的動量之比和該金屬的逸出功。

6.人眼對綠光最為敏感，如果每秒有6個綠光的光子射入瞳孔，眼睛就