2019-2020年高中物理 第5章 波與粒子 5.1 光電效應(yīng) 5.2 康普頓效應(yīng)教案 魯科版選修3-5.doc

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2019-2020年高中物理 第5章 波與粒子 5.1 光電效應(yīng) 5.2 康普頓效應(yīng)教案 魯科版選修3-5 ●課標要求 知識與技能 1.了解光電效應(yīng)及其實驗規(guī)律． 2.知道愛因斯坦光電效應(yīng)方程及其意義． 3.了解光電管的應(yīng)用． 4.了解康普頓效應(yīng)及其意義． 過程與方法 1.了解物理真知形成的歷史過程． 2.了解物理學(xué)研究的基礎(chǔ)是實驗事實以及實驗對于物理研究的重要性． 3.知道某一物質(zhì)在不同環(huán)境下所表現(xiàn)的不同規(guī)律特性． 情感態(tài)度與價值觀 領(lǐng)略自然界的奇妙與和諧，發(fā)展對科學(xué)的好奇心與求知欲，樂于探究自然界的奧秘，能體驗探索自然規(guī)律的艱辛與喜悅. ●課標解讀 1．知道什么是光電效應(yīng)，通過實驗了解光電效應(yīng)現(xiàn)象，知道光電效應(yīng)的瞬時性和極限頻率的概念及其與電磁理論的矛盾． 2．理解愛因斯坦的光子說及光電方程，并用來解釋光電效應(yīng)現(xiàn)象． 3．了解康普頓效應(yīng)的實驗現(xiàn)象，了解光子理論對康普頓效應(yīng)的解釋． 4．認識光的波粒二象性，了解玻恩的概率波對光的波粒二象性的解釋，了解光在哪些情況下會表現(xiàn)出粒子性或波動性． 5．了解人類探索光本質(zhì)所經(jīng)歷的漫長而曲折的歷程，認識科學(xué)的探索，是一個不斷深入的、永無止境的過程． ●教學(xué)地位 本節(jié)教學(xué)應(yīng)注意講授和討論相結(jié)合，宜從經(jīng)典物理的局限性開始，引出普朗克量子假說，為后面學(xué)習(xí)愛因斯坦光子理論做好鋪墊，使得教學(xué)有清晰的思路和邏輯脈絡(luò)． 做好演示實驗是教好光電效應(yīng)的前提，為改善實驗的演示效果，也可以先使驗電器帶上負電，使指針張開某一角度，光照鋅板后，指針張角變小．對光電效應(yīng)實驗結(jié)果進行理論解釋是教學(xué)的難點，教學(xué)時可鼓勵學(xué)生各抒己見，在爭論中引出矛盾，促進學(xué)生積極思考與發(fā)現(xiàn)． 通過對康普頓效應(yīng)的解釋進一步認識光的波粒二象性，進而認識光的本質(zhì)，教學(xué)中可適當介紹有關(guān)人類對光本質(zhì)的認識過程，使學(xué)生體會到科學(xué)探索的道路是曲折的、永無止境的，讓學(xué)生了解光在什么情況下表現(xiàn)出什么不同的特性，可以舉例子加以說明或讓學(xué)生自己嘗試解釋一些實例，增進學(xué)生對光的波粒二象性和光是一種概率波的理解. ●新課導(dǎo)入建議 問題導(dǎo)入 用弧光燈照射連在驗電器上的鋅板，驗電器的金屬箔會張開一個角度． 你想知道上述現(xiàn)象的原因嗎？ 圖教5－1－1 ●教學(xué)流程設(shè)計 ??? ? ??? ? ? 課　標　解　讀 重　點　難　點 1.知道什么是光電效應(yīng)及其實驗現(xiàn)象． 2.理解光子說和愛因斯坦光電效應(yīng)方程，能夠利用它解釋光電效應(yīng)實驗現(xiàn)象． 3.知道什么是康普頓效應(yīng)及X射線實驗原理． 4.理解光的波粒二象性，了解光是一種概率波. 1.光電效應(yīng)的基本規(guī)律、光子說的基本思想．(重點) 2.光的波粒二象性及光電效應(yīng)實驗．(重點) 3.對光電效應(yīng)的理解．(難點) 4.光是一種概率波的建立過程．(難點) 光電效應(yīng) 1.基本知識 (1)光電效應(yīng)現(xiàn)象：在物理學(xué)中，在光的照射下電子從物體表面逸出的現(xiàn)象． (2)光電效應(yīng)的實驗規(guī)律 ①發(fā)生的條件：每一種金屬對應(yīng)一種光的最小頻率，又稱極限頻率．只有當光的頻率大于或等于這個最小頻率時，才會產(chǎn)生光電效應(yīng)．當光的頻率小于這個最小頻率時，即使增加光的強度或照射時間，也不能產(chǎn)生光電效應(yīng)． ②與光的強度的關(guān)系：產(chǎn)生光電效應(yīng)時，光的強度越大，單位時間內(nèi)逸出的電子數(shù)越多． ③發(fā)生光電效應(yīng)所需的時間：從光照射到金屬表面至產(chǎn)生光電效應(yīng)的時間間隔很短，通?？稍?0－9_s內(nèi)發(fā)生光電效應(yīng)． (3)光子說：看似連續(xù)的光實際上是由個數(shù)有限、分立于空間各點的光子組成的，每一個光子的能量為hν.光在發(fā)射和吸收時能量是一份一份的． (4)光電效應(yīng)方程 ①表達式：hν＝W＋mv2. ②物理意義：金屬中電子吸收一個光子獲得的能量是hν，這些能量一部分用于從金屬表面逸出時做功，剩下的表現(xiàn)為電子逸出后的最大初動能． (5)光電效應(yīng)的應(yīng)用 ①光電開關(guān)． ②光電成像． ③光電池． 2．思考判斷 (1)光電效應(yīng)實驗中光照時間越長光電流越大．() (2)光電效應(yīng)實驗中入射光足夠強就可以有光電流．() (3)光電子的最大初動能與入射光的強度無關(guān)．(√) 3．探究交流 你對光電效應(yīng)中的“光”是怎樣認識的？ 【提示】　這里的光，可以是可見光，也可以是紫外線、X光等. 康普頓效應(yīng)及光的波粒二象性 1.基本知識 (1)康普頓效應(yīng) X射線在石墨上散射時，發(fā)現(xiàn)部分散射光的波長變長，波長改變的多少與散射角有關(guān)．這種現(xiàn)象稱為康普頓效應(yīng)． (2)康普頓的理論 當光子與電子相互作用時，既遵守能量守恒定律．又遵守動量守恒定律，在碰撞中光子將能量hν的一部分傳遞給了電子，光子能量減少，波長變長． (3)康普頓效應(yīng)的意義 康普頓效應(yīng)表明光子除了具有能量之外，還具有動量，深入揭示了光的粒子性的一面． (4)光電效應(yīng)與康普頓效應(yīng) 當波長較短的X射線或γ射線入射時，產(chǎn)生康普頓效應(yīng)；當波長較長的可見光或紫外光入射時，主要產(chǎn)生光電效應(yīng)． (5)光的波粒二象性 ①光的本性：光子既有粒子的特征，又有波的特征，即光具有波粒二象性． ②光是一種電磁波． ③當光的波長較長時，光在傳播過程中波動性明顯；當光的波長較短時，光子與粒子相互作用時，粒子性明顯． 2．思考判斷 (1)康普頓效應(yīng)證實了光子不僅具有能量，也具有動量．(√) (2)康普頓效應(yīng)進一步說明光具有粒子性．(√) (3)光的波動性和粒子性是統(tǒng)一的，光具有波粒二象性．(√) 3．探究交流 太陽光從小孔射入室內(nèi)時，我們從側(cè)面可以看到這束光；白天的天空各處都是亮的；宇航員在太空中，盡管太陽光線耀眼刺目，其他方向的天空卻是黑的，為什么？ 【提示】　地球上存在著大氣，太陽光經(jīng)大氣中的微粒散射后傳向各個方向；而在太空的真空環(huán)境下，光不再散射，只向前傳播． 光電效應(yīng)現(xiàn)象及其理解 【問題導(dǎo)思】　 1．光子和光電子是一回事嗎？ 2．只要光照足夠強就能有光電子逸出嗎？ 3．光電效應(yīng)現(xiàn)象中能量守恒嗎？ 1．光電效應(yīng)中的三組概念的對比 概念 內(nèi)容 聯(lián)系 光子與光電子 光子是一份一份的能量hν，不帶電；光電子就是從金屬中打出的電子 光子入射是因，打出電子是果 光電子的動能與光電子的最大初動能 光電子的動能是指光電子離開金屬時的動能，光電子的最大初動能是指在光電效應(yīng)中從金屬表面直接向外飛出的電子所具有的動能 Ek≤Ekm 光子的能量與入射光的強度 光子的能量E＝hν；入射光的強度指單位時間內(nèi)照射到金屬表面單位面積上的總能量 E總＝Nhν N—單位時間照在單位面積上的光子數(shù) 2.對光電效應(yīng)方程hν＝W＋mv2的理解 (1)公式中的mv2是光電子的最大初動能，對某個光電子而言，其離開金屬時剩余動能大小可以是0～mv2范圍內(nèi)的任何數(shù)值． (2)光電效應(yīng)方程實質(zhì)上是能量守恒方程． 能量為E＝hν的光子被電子所吸收，電子把這些能量的一部分用來克服金屬表面對它的吸引，另一部分就是電子離開金屬表面時的動能．如果克服吸引力做功最少為W，則電子離開金屬表面時動能最大為mv2，根據(jù)能量守恒定律可知： hν＝W＋mv2. (3)光電效應(yīng)方程包含了產(chǎn)生光電效應(yīng)的條件． 若發(fā)生光電效應(yīng)，則光電子的最大初動能必須大于零，即Ek＝hν－W＞0，亦即hν＞W(wǎng)，ν＞＝νc，而νc＝恰好是金屬的極限頻率． (4)Ekm－v曲線．如圖5－1－1所示是光電子最大初動能Ekm隨入射光頻率ν的變化曲線．這里，橫軸上的截距是極限頻率；縱軸上的截距是逸出功的負值；斜率為普朗克常量． 圖5－1－1 　(xx福州一中檢測)入射光照射到某金屬表面上發(fā)生光電效應(yīng)，若入射光的強度減弱，而頻率保持不變，那么(　　) A．從光照射金屬表面到發(fā)射出光電子之間的時間間隔將明顯增加 B．逸出的光電子的最大初動能將減小 C．單位時間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)目將減少 D．有可能不發(fā)生光電效應(yīng) 【解析】　根據(jù)光電效應(yīng)的實驗規(guī)律知，從光照射金屬表面到光電子發(fā)射的時間間隔極短，這與光的強度無關(guān)，故A錯誤；實驗規(guī)律還指出，逸出光電子的最大初動能與入射光頻率有關(guān)，光電流與入射光強度成正比，由此可知，B、D錯誤，C正確． 【答案】　C 1．極限頻率為ν0的光射照金屬對應(yīng)逸出電子的最大初動能為零，逸出功W＝hν0. 2．逸出功的大小由金屬本身決定，與其他因素無關(guān)． 3．光電效應(yīng)的實質(zhì)是光現(xiàn)象轉(zhuǎn)化為電現(xiàn)象． 1．用不同頻率的紫外線分別照射鎢和鋅的表面而產(chǎn)生光電效應(yīng)，可得到光電子最大初動能Ek隨入射頻率ν變化的Ek—ν圖象，已知鎢的逸出功是3.28 eV，鋅的逸出功是3.34 eV，若將二者的圖線畫在同一個Ek－ν坐標系中，如圖所示中用實線表示鎢、虛線表示鋅，則正確反映這一過程的是(　　) 【解析】　依據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W可知，Ek－ν圖線的斜率代表普朗克常量h，因此鎢和鋅的Ek－ν圖線應(yīng)該平行．圖線的橫截距代表極限頻率ν0，而ν0＝，因此鎢的ν0小些．綜上所述，A圖正確． 【答案】　A 對康普頓效應(yīng)的理解 【問題導(dǎo)思】　 1．X射線照在石墨上會有什么現(xiàn)象？ 2．光子和電子碰撞后，波長會改變嗎？ 3．經(jīng)典理論能解釋康普頓現(xiàn)象嗎？ 1．實驗現(xiàn)象 X射線管發(fā)出波長為λ0的X射線，通過小孔投射到散射物石墨上．X射線在石墨上被散射，部分散射光的波長變長，波長改變的多少與散射角有關(guān)． 2．康普頓效應(yīng)與經(jīng)典物理理論的矛盾 按照經(jīng)典物理理論，入射光引起物質(zhì)內(nèi)部帶電粒子的受迫振動，振動著的帶電粒子從入射光吸收能量，并向四周輻射，這就是散射光．散射光的頻率應(yīng)該等于粒子受迫振動的頻率(即入射光的頻率)．因此散射光的波長與入射光的波長應(yīng)該相同，不應(yīng)該出現(xiàn)波長變長的散射光．另外，經(jīng)典物理理論無法解釋波長改變與散射角的關(guān)系． 3．光子說對康普頓效應(yīng)的解釋 假定X射線光子與電子發(fā)生彈性碰撞． (1)光子和電子相碰撞時，光子有一部分能量傳給電子，散射光子的能量減少，于是散射光的波長大于入射光的波長． (2)因為碰撞中交換的能量與碰撞的角度有關(guān)，所以波長改變與散射角有關(guān)． 　 康普頓效應(yīng)進一步揭示了光的粒子性，也再次證明了愛因斯坦光子說的正確性．光電效應(yīng)應(yīng)用于電子吸收光子的問題，而康普頓效應(yīng)討論光子與電子碰撞且沒有被電子吸收的問題． 　康普頓效應(yīng)證實了光子不僅具有能量，也具有動量．入射光和電子的作用可以看成彈性碰撞，則當光子與電子碰撞時，光子的一些能量轉(zhuǎn)移給了電子，如圖5－1－2給出了光子與靜止電子碰撞后，電子的運動方向，則碰撞過程中動量________(選填“守恒”或“不守恒”)，能量________(選填“守恒”或“不守恒”)，碰后光子可能沿________(選填“1”、“2”或“3”)方向運動，并且波長________(選填“不變”、“變小”或“變長”)． 　　　　　 碰前　　　　　　碰后 圖5－1－2 【審題指導(dǎo)】　(1)看成彈性碰撞把握動量、能量守恒． (2)利用光的頻率與波長的關(guān)系ν＝c/λ計算． 【解析】　光子與電子碰撞過程滿足動量守恒和能量守恒，所以碰撞之后光子和電子的總動量的方向與光子碰前的方向一致，由矢量合成知識可知碰撞后光子的方向可能沿1方向，不可能沿2或3方向；通過碰撞，光子將一部分能量轉(zhuǎn)移給電子，能量減少，由E＝hν知，頻率變小，再根據(jù)c＝λν知，波長變長． 【答案】　守恒　守恒　1　變長 2．科學(xué)研究證明，光子有能量也有動量，當光子與電子碰撞時，光子的一些能量轉(zhuǎn)移給了電子．假設(shè)光子與電子碰撞前的波長為λ，碰撞后的波長為λ′，則碰撞過程中(　　) A．能量守恒，動量守恒，且λ＝λ′ B．能量不守恒，動量不守恒，且λ＝λ′ C．能量守恒，動量守恒，且λ＜λ′ D．能量守恒，動量守恒，且λ＞λ′ 【解析】　能量守恒和動量守恒是自然界的普遍規(guī)律，適用于宏觀世界也適用于微觀世界．光子與電子碰撞時遵循這兩個守恒定律．光子與電子碰撞前光子的能量E＝hν＝h，當光子與電子碰撞時，光子的一些能量轉(zhuǎn)移給了電子，光子的能量E′＝hν′＝h，由E＞E′，可知λ＜λ′，選項C正確． 【答案】　C 對光的波粒二象性的理解 【問題導(dǎo)思】　 1．愛因斯坦光子說中的“粒子”和牛頓微粒說中的“粒子”一樣嗎？ 2．哪些實驗?zāi)苷f明光具有波動性？ 3．哪些實驗?zāi)茏C明光具有粒子性？ 1．光的粒子性的含義 粒子的含義是“不連續(xù)”、“一份一份”的，光的粒子即光子，不同于宏觀概念的粒子，但也具有動量和能量． (1)當光同物質(zhì)發(fā)生作用時，表現(xiàn)出粒子的性質(zhì)． (2)少量或個別光子易顯示出光的粒子性． (3)頻率高，波長短的光，粒子性特征顯著． 2．光的波動性的含義 光的波動性是光子本身的一種屬性，它不同于宏觀的波，它是一種概率波，即光子在空間各點出現(xiàn)的可能性(概率)大小可用波動規(guī)律描述． (1)足夠能量的光(大量光子)在傳播時，表現(xiàn)出波的性質(zhì)． (2)頻率低，波長長的光，波動性特征顯著． 3．光的波粒二象性 (1)光的粒子性并不否定光的波動性，光既具有波動性，又具有粒子性，波動性、粒子性都是光的本質(zhì)屬性，只是在不同條件下的表現(xiàn)不同． (2)只有從波粒二象性的角度，才能統(tǒng)一說明光的各種行為． 　(xx西安一中檢測)關(guān)于光的波粒二象性，下列說法中正確的是(　　) A．光的頻率越高，衍射現(xiàn)象越容易看到 B．光的頻率越高，粒子性越顯著 C．大量光子產(chǎn)生的效果往往顯示波動性 D．光的波粒二象性否定了光的電磁說 【審題指導(dǎo)】　(1)波粒二象性是對光本質(zhì)的描述． (2)頻率高低影響光的粒子性和波動性的表現(xiàn)． (3)大量光子波動性顯著，少量光子粒子性顯著． 【解析】　光具有波粒二象性，波粒二象性并不否定光的電磁說，只是說某些情況下粒子性明顯，某些情況下波動性明顯，故D錯誤．光的頻率越高，波長越短，粒子性越明顯，波動性越不明顯，越不易看到其衍射現(xiàn)象，故B對、A錯誤．大量光子的行為表現(xiàn)出波動性，個別光子的行為表現(xiàn)出粒子性，故C對． 【答案】　BC 1．光的干涉和衍射及偏振說明光具有波動性，而光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)是光具有粒子性的例證． 2．波動性和粒子性都是光的本質(zhì)屬性，只是在不同條件下的表現(xiàn)不同．當光與其他物質(zhì)發(fā)生作用時，表現(xiàn)出粒子的性質(zhì)；少量或個別光子易顯示出光的粒子性；頻率高波長短的光，粒子性顯著．大量光子在傳播時表現(xiàn)為波動性；頻率低波長長的光，波動性顯著． 3．對光的認識，下列說法正確的是(　　) A．個別光子的行為表現(xiàn)為粒子性，大量光子的行為表現(xiàn)為波動性 B．光的波動性是光子本身的一種屬性，不是光子之間的相互作用引起的 C．光表現(xiàn)出波動性時，就不具有粒子性了，光表現(xiàn)出粒子性時，就不具有波動性了 D．光的波粒二象性應(yīng)理解為：在某些場合下光的波動性表現(xiàn)明顯，在某些場合下，光的粒子性表現(xiàn)明顯 【解析】　本題考查光的波粒二象性．光是一種概率波，少量光子的行為易顯示出粒子性，而大量光子的行為往往顯示出波動性，A選項正確；光的波動性不是由光子之間的相互作用引起的，而是光的一種屬性，這已被弱光照射雙縫后在膠片上的感光實驗所證實，B選項正確；粒子性和波動性是光同時具備的兩種屬性，C選項錯誤，D選項正確． 【答案】　ABD 綜合解題方略——光電效應(yīng)規(guī)律的應(yīng)用 　　 　 圖5－1－3 (xx福建高考)愛因斯坦因提出了光量子概念并成功地解釋光電效應(yīng)的規(guī)律而獲得1921年諾貝爾物理學(xué)獎，某種金屬逸出光電子的最大初動能Ekm與入射光頻率ν的關(guān)系如圖5－1－3所示，其中ν0為極限頻率．從圖中可以確定的是________．(填選項前的字母) A．逸出功與ν有關(guān) B．Ekm與入射光強度成正比 C．當ν<ν0時，會逸出光電子 D．圖中直線的斜率與普朗克常量有關(guān) 【規(guī)范解答】　每種金屬的逸出功是由自身因素決定，A錯誤；由光電效應(yīng)方程知Ekm＝hν－W0，Ekm與ν有關(guān)，而與光強無關(guān)；當ν<ν0時金屬不可能發(fā)生光電效應(yīng)；圖中直線與h有關(guān)，由此知B、C錯誤，D正確． 【答案】　D 在理解光電效應(yīng)方程的基礎(chǔ)上，把其數(shù)學(xué)關(guān)系式與數(shù)學(xué)函數(shù)圖像結(jié)合起來，經(jīng)分析、推導(dǎo)得出圖像的斜率及在圖像橫、縱坐標軸上的截距所對應(yīng)的物理量，從而理解它們的物理意義，有效提高自身應(yīng)用數(shù)學(xué)解決物理問題的能力. 【備課資源】(教師用書獨具) X射線的發(fā)現(xiàn) 1895年11月8日晚，倫琴陷入了深深的沉思．他以前做過一次放電實驗，為了確保實驗的精確性，他事先用錫紙和硬紙板把各種實驗器材都包裹得嚴嚴實實，并且用一個沒有安裝鋁窗的陰極管讓陰極射線透出．可是現(xiàn)在，他卻驚奇地發(fā)現(xiàn)，對著陰極射線發(fā)射的一塊涂有氰亞鉑酸鋇的屏幕(這個屏幕用于另外一個實驗)發(fā)出了光．而放電管旁邊這疊原本嚴密封閉的底片，現(xiàn)在也變成了灰黑色——這說明它們已經(jīng)曝光了！ 這個一般人很快就會忽略的現(xiàn)象，卻引起了倫琴的注意，使他產(chǎn)生了濃厚的興趣．他想：底片的變化，恰恰說明放電管放出了一種穿透力極強的新射線，它甚至能夠穿透裝底片的袋子．不過目前還不知道它是什么射線，于是取名“X射線”． 于是，倫琴開始了對這種神秘的X射線的研究． 他先把一個涂有磷光物質(zhì)的屏幕放在放電管附近，結(jié)果發(fā)現(xiàn)屏幕馬上發(fā)出了亮光．接著，他嘗試著拿一些平時不透光的較輕物質(zhì)——比如書本、橡皮板和木板——放到放電管和屏幕之間去擋那束看不見的神秘射線，可是誰也不能把它擋住，在屏幕上幾乎看不到任何陰影，它甚至能夠輕而易舉地穿透15毫米厚的鋁板！直到他把一塊厚厚的金屬板放在放電管與屏幕之間，屏幕上才出現(xiàn)了金屬板的陰影——看來這種射線還是沒有能力穿透太厚的物質(zhì)．實驗還發(fā)現(xiàn)，只有鉛板和鉑板才能使屏不發(fā)光，當陰極管被接通時，放在旁邊的照相底片也將被感光，即使用厚厚的黑紙將底片包起來也無濟于事． 接下來更為神奇的現(xiàn)象發(fā)生了，一天晚上，倫琴很晚也沒回家，他的妻子來實驗室看他，于是他的妻子便成了在那不明輻射作用下在照相底片上留下痕跡的第一人．當時倫琴要求他的妻子用手捂住照相底片．當顯影后，夫妻倆在底片上看見了手指骨頭和結(jié)婚戒指的影象. 1896年1月5日，在柏林物理學(xué)會會議上展出了很多X射線的照片，同一天，維也納《新聞報》也報道了發(fā)現(xiàn)X射線的消息．這一偉大的發(fā)現(xiàn)立即引起人們的極大關(guān)注，并很快傳遍全世界．在幾個月的時間里，數(shù)百名科學(xué)家為此進行調(diào)查研究，一年之中就有上千篇關(guān)于X射線的論文問世． 倫琴雖然發(fā)現(xiàn)了X射線，但當時的人們——包括他本人在內(nèi)，都不知道這種射線究竟是什么東西．直到20世紀初，人們才知道X射線實質(zhì)上是一種比光波波長更短的電磁波，它不僅在醫(yī)學(xué)中用途廣泛，成為人類戰(zhàn)勝許多疾病的有力武器，而且還為今后物理學(xué)的重大變革提供了重要的證據(jù)．正因為這些原因，在1901年諾貝爾獎的頒獎儀式上，倫琴成為世界上第一個榮獲諾貝爾物理學(xué)獎的人，人們?yōu)榱思o念倫琴，將X(未知數(shù))射線命名為倫琴射線. 1．(xx?？跈z測)在演示光電效應(yīng)實驗中，原來不帶電的一塊鋅板與靈敏驗電器相連，用弧光燈照射鋅板時，驗電器的指針張開一個角度，如圖5－1－4所示，這時(　　) 圖5－1－4 A．鋅板帶正電，指針帶負電 B．鋅板帶正電，指針帶正電 C 鋅板帶負電，指針帶正電 D．鋅板帶負電，指針帶負電 【解析】　弧光燈發(fā)出的紫外線照射鋅板，發(fā)生光電效應(yīng)，有電子從鋅板飛出，鋅板由于失去電子而帶正電；驗電器與鋅板相連接，指針帶正電．故B項正確． 【答案】　B 2．關(guān)于光的本性，下列說法中正確的是(　　) A．光子說并沒有否定光的電磁說 B．光電效應(yīng)現(xiàn)象反映了光的粒子性 C．光的波粒二象性是綜合了牛頓的微粒說和惠更斯的波動說得出來的 D．大量光子產(chǎn)生的效果往往顯示出粒子性，個別光子產(chǎn)生的效果往往顯示出波動性 【解析】　光既有粒子性，又有波動性，但這兩種特性并不是牛頓所支持的微粒說和惠更斯提出的波動說，它體現(xiàn)出的規(guī)律不再是宏觀粒子和機械波所表現(xiàn)出的規(guī)律，而是自身體現(xiàn)的一種微觀世界特有的規(guī)律．光子說和電磁說各自能解釋光特有的現(xiàn)象，兩者構(gòu)成一個統(tǒng)一的整體，而微粒說和波動說是相互對立的． 【答案】　AB 3．頻率為ν的光子，具有的能量為hν，動量為hν/c，將這個光子打在處于靜止狀態(tài)的電子上，光子將偏離原來的運動方向，這種現(xiàn)象稱為光的散射．散射后的光子(　　) A．改變原來的運動方向，但頻率保持不變 B．光子將從電子處獲得能量，因而頻率將增大 C．散射后的光子運動方向?qū)⑴c電子運動方向在一條直線上，但方向相反 D．由于電子受到碰撞時會吸收光子的一部分能量，散射后的光子頻率低于入射光的頻率 【解析】　電子能量增加，光子能量減少，而光速不變，由E＝hν知，光子頻率減小，A、B均錯誤，D正確．光子散射后運動方向不一定與電子運動方向共線，C錯誤． 【答案】　D 4．(xx海南高考)產(chǎn)生光電效應(yīng)時，關(guān)于逸出光電子的最大初動能Ek，下列說法正確的是________． A．對于同種金屬，Ek與照射光的強度無關(guān) B．對于同種金屬，Ek與照射光的波長成反比 C．對于同種金屬，Ek與照射光的時間成正比 D．對于同種金屬，Ek與照射光的頻率成線性關(guān)系 E．對于不同種金屬，若照射光頻率不變，Ek與金屬的逸出功成線性關(guān)系 【解析】　Ek＝hν－W＝h－W，同種金屬最大初動能逸出功相同，最大初動能與照射光強度無關(guān)，與照射光的波長有關(guān)但不是反比例函數(shù)關(guān)系，最大初動能與入射光的頻率成線性關(guān)系，不同種金屬，保持入射光頻率不變，最大初動能Ek與逸出功成線性關(guān)系． 【答案】　ADE