2017粤教版高中物理选修2223《光子康普顿效应及其解释》一课三练

第二节光子

第三节康普顿效应及其解释

lo能量子

(1)_________________ 定义:普朗克认为，带电微粒辐射或者吸收能量时，只能辐射或吸收某个最小能量值的 ________________________________ O即:能量的辐射或者吸收只能是 _______________________________________ O这个不可再分的最小能量值叫做_______ ・

⑵能量子大小为hv,其中、，是谐振子的振动频率，h称为 ____ 常量。h =

(3)能量的量子化

在微观世界中微观粒子的能量是_________ 的，或者说微观粒子的能量是______ 的。这种现象叫能量的量子化.

2。__________________________________ 光的能量是不连续的，而是的，每一份叫做一个光子，一个

光子的能量为_______ •这就是爱因斯坦的光子说。

3.要使物体内部的电子脱离离子的束缚而逸出表面，必须要对内部电子做一

定的功，这个功称为_______ o在光电效应中，金属中的电子吸收一个光子获得

的能量是hv,这些能量的一部分用来克服金属的______ ，剩下的表现为逸出的光

电子的___________ ，公式表示为___________________ ，

4o康普顿效应

(1)用X射线照射物体时，散射出来的X射线的波长会______ ，这种现象称

为康普顿效应。

(2)光电效应表明光子具有 ______ 康普顿效应表明光子还具有_______ , 两种效应深入地揭示了光的_______ 性的一面.

(3)光子的动量p= ___________ 、在康普顿效应中，由于入射光子与物体中电子的碰撞，光子的动量_____ ,因此波长______ •

【概念规律练】

知识点一能量子

lo已知某种单色光的波长为I在真空中光速为c,普朗克常量为h,则电磁波辐射的能量子£的值为()

Ao h错误！B、错误！

C、错误！ D.以上均不正确

2•神光"II”装置是我国规模最大，国际上为数不多的高功率固体激光系统，利用它可获得能量为2 400J、波长X.为0、35 pm的紫外激光,已知普朗克常量h=6、63X10-34J-S,则该紫外激光所含光子数为()

A.2、1X1021个Bo 4、2X1021个

Co 2、1X1015个Do 4、2X1015个知识点二爱因斯坦光电效应方程

3。下表给出了一些金属材料的逸出功、

现用波长为400 nm的单色光照射上述材料，能产生光电效应的材料最多有儿种（普朗克常量h = 6、6X107$ 光速 c = 3、0X108 m/s）（）

Bo 3种Co 4种Do 5种

4。某种单色光的频率为v,用它照射某种金属时，在逸岀的光电子中动能

最大值为Ek,则这种金属的逸出功和极限频率分别是（）

B。ELhv,卄半

+hv, v+

C.hv+Ek,v——

知识点三光子说对光电效应的解释

5.（双选）对光电效应的理解正确的是（）

A.金属内的每个电子要吸收一个或一个以上的光子，当它积累的能量足够大时，就能逸出

B.如果入射光子的能量小于金属表面的电子克服原子核的引力而逸出时所需做的最小功，便不能发生光电效应

C.发生光电效应时，入射光越强，光子的能量就越大，光电子的最大初动能就

Do III于不同金属的逸出功是不相同的，因此使不同金属产生光电效应的入射光的最低频率也不同

6.（双选）已知能使某金属产生光电效应的极限频率为V。，则（）

A.当用频率为2w的单色光照射该金属时，一定能产生光电子

Bo当用频率为2v（）的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为11V0

Co当入射光的频率v大于w时，若v增大，则逸出功增大

D.当入射光的频率v大于w时，若v增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍

【方法技巧练】

一、利用光电效应进行有关计算

7。已知金属艳的逸出功为1、9 eV,在光电效应实验中,要使艳表面发出光电子的最大初动能为1、OeV,入射光的波长应为____________ m、

二、康普顿效应的分析

8。白天的天空各处都是亮的，是大气分子对太阳光散射的结果.美国物理学家康普顿山于在这方面的研究而荣获了1927年的诺贝尔物理学奖.假设一个运动的光子和一个静止的自由电子碰撞以后，电子向某一个方向运动，光子沿另一方向散射出去，则这个散射光子跟原来的光子相比（）

A.频率变大Bo速度变小

C.光子能量变大

D.波长变长

9•康普顿效应证实了光子不仅具有能量，也具有动量.图1给出了光子与静止电子碰撞后，电子的运动方向，则碰后光子可能沿方向_____ 运动，并且波长_______ （填“不变"、“变短"或“变长〃）

1.红、橙、黄、绿四种单色光中，光子能量最小的是（）

A.红光Bo橙光Co黄光 D.绿光

2.单色光从真空射入玻璃时，它的（）

Ao波长变长，速度变小，光量子能量变小

Bo波长变短，速度变大，光量子能量变大

C.波长变长，速度变大，光量子能量不变

D.波长变短，速度变小，光量子能量不变

3.关于光电效应，下列说法正确的是（）

A.极限频率越大的金属材料逸出功越大

B•只要光照射的时间足够长，任何金属都产生光电效应

C.从金属表面出来的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越小

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

4.（双选）一束绿光照射某金属发生了光电效应，则下列说法正确的是（）

A.若增加绿光的照射强度，则逸出的光电子数增加

Bo若增加绿光的照射强度，则逸出的光电子最大初动能增加

Co若改用紫光照射，则可能不会发生光电效应

Do若改用紫光照射,则逸出的光电子的最大初动能增加

5.（双选）关于康普顿效应，下列论述中正确的是（）

A.光子有能量，但没有动量

Bo光子没有能量，但有动量

Co光子是光的能量的最小单位

Do光子和电子相遇而碰撞时，若光子的部分能量转移给电子，则光子的波长要变长

6o （双选）下列关于光电效应的说法正确的是（）

Ao若某材料的逸出功是W,则它的极限频率错误！

B•光电子的初速度和照射光的频率成正比

Co光电子的最大初动能和照射光的频率成正比

D.光电子的最大初动能随照射光频率的增大而增大