《大学物理》量子物理基础一

答案 （B） 分析：遏止电压与入射光 的频率成线性关系，与光 的强度无关
光 强 较 强 光 强 较 弱
Ua
O
U
3. 康普顿效应的主要特点是 ［ D ］ (A) 散射光的波长均比入射光的波长短，且随散射角增大 而减小，但与散射体的性质无关． (B) 散射光的波长均与入射光的波长相同，与散射角、散 射体性质无关． (C) 散射光中既有与入射光波长相同的，也有比入射光波 长长的和比入射光波长短的.这与散射体性质有关． (D) 散射光中有些波长比入射光的波长长，且随散射角增 大而增大，有些散射光波长与入射光波长相同．这都与散 射体的性质无关． 康普顿效应：X射线被较轻物质散射后光的成分，发现散射
0
hc
0
hc

1

1.68×10-16 J )
EK 0
hc (
0

1

2.以一定频率的单色光照射在某种金属上，测出其光电流曲线 在图中用实线表示，然后保持光的频率不变，增大照射光的强 度，测出光电流曲线在图中用虚线表示，满足题意的图是
I
I
（A）
I
U
I
（B）
U
（C）
U
（D）
U
要点回顾：
光电效应的实验规律 光电效应伏安特性曲线
I
饱 和 遏 电I s 止 Ua hv U0 , 则v U0 流 电 压 Ua与光强无关
要点回顾：
爱因斯坦对光电效应的解释：
1 2 h m m A 2
1. 光强越大，光子数越多，释放的光电子也越多， -- 所以 ，光电流也越大。 2. 电子只要吸收一个光子就可以从金属表面逸出， 所以无须时间的累积。 3. 从方程可以看出光电子初动能和照射光的频率 成线性关系。
4.从光电效应方程中，当初动能为零时，可得到 红限频率： A
U a kv U 0
U a 0时，对应的v为红限频率
v 5 10 Hz
14
|Ua| (V) 2 -2 5 10
×1014 Hz)
Uo A vo k h
2V 14 A eU 0 ekv0 5 10 ( Hz )e 2eV 14 5 10 Hz
5.如图3所示，一频率为v的入射光子与起始静止的自由电子发生 碰撞和散射．如果散射光子的频率为v′，反冲电子的动量为p， 则在与入射光子平行的方向上的动量守恒定律的分量形式为 h (h cos ) p cos ____________________________ ． c c ′
0
h
分析：（1）光电效应存在红限频率 ，只有入射光频率 0 金属才有光电子逸出。因此选项之一是错误的。 （2）光电子的最大初动能与入射光频率成线性关系 1 2 m h A 不同 m也不同 ，因此选项之二是正确的。 2 （3）饱和电流和光的强度成正比：入射光的强度决定于能流密度， 设单位时间内通过单位面积的光子数为N，则入射光的能流密度 为 Nh ，当 强度 一定时，频率越高，N越小，照射到阴极的光子 数越少，单位时间释出的光电子越少，从而饱和电流也越小。因此 选项之三是错误的。 （4）由（3），当频率一定时，入射光强增大一倍，N增大一倍， 则逸出的光电子数也增大一倍，因此饱和电流增大一倍。因此选项 之四是正确的。 答案：D
谱线中除了有波长相同的成分外还有波长较长的成分。
且随着散射角的增大而增大，都与散射体的性质无关。
4. 在光电效应实验中，测得某金属的遏止电压|Ua|与入射 光频率v的关系曲线如图2所示，由此可知该金属的红限频 14 2 率 0 =___________Hz ；逸出功 A =__________eV ． 5 10

光子的能量： 光子的动量：
hv mc
2
பைடு நூலகம்
hv p mc c 水平方向的动量守恒：
h (h cos ) p cos c c


e 反冲电子
6. 波长为 0 = 0.0500nm,的X射线被静止的自由电子所散射， 若散射线的波长变为 = 0.0522 nm， 试求反冲电子的动能 EK 。(普朗克常量h=6.63×10-34 J•s) 解：入射光子的能量为 散射光子的能量为 反冲电子的动能为:
量子物理基础习题
练习三十八 量子物理基础（一）
1.关于光电效应有下列说法： （1）任何波长的可见光照射到任何金属表面都能产生 光电效应； （2）若入射光的频率均大于一给定金属的红限，则该 金属分别受到不同频率的光照射时，释出的光电子的最 大初动能也不同； （3）若入射光的频率均大于一给定金属的红限，则该 金属分别受到不同频率，强度相等的光照射时，单位时 间释出的光电子数一定相等； （4）若入射光的频率均大于一给定金属的红限，则当 入射光频率不变而强度增大一倍时，该金属的饱和光电 流也增大一倍。 其中正确的是： （A）（1），（2），（3）； （B）（2），（3），（4） （C）（2），（3）； （D）（2），（4）