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课后提高作业
【基础达标练】
1.(多项选择)能说明光拥有波粒二象性的实验是 ( )
【分析】选B、C。光的干涉和光的衍射只说明光拥有颠簸性,光电效应和康普顿效应只说明光拥有粒子性,B、C正确。
2.(2018·杭州高二检测)有关光的天性,以下说法中正确的选项是 ( )
,又拥有粒子性,这是互相矛盾和对峙的
,光的粒子性近似于质点
,个别光子只拥有粒子性
,又拥有粒子性,没法只用此中一种去说明光的全部行为,只好以为光拥有波粒二象性
【分析】选D。光在不一样条件下表现出不一样的行为,其颠簸性和粒子性其实不矛盾,A错、D对;光的颠簸性不一样于机械波,其粒子性也不一样于质点,B错;大批光子常常表现出颠簸性,个别光子常常表现出粒子性,C错。
3.(2018·南京高二检测)依据爱因斯坦“光子说”可知,以下说法正确的
是 ( )
A.“光子说”实质就是牛顿的“微粒说”
,光子的能量越小
,光才拥有粒子性
【分析】选B。爱因斯坦的“光子说”与牛顿的“微粒说”实质不一样,选项A错误。由E=h可知选项B正确。一束单色光的能量不可以连续变化,只好是单个光子能量的整数倍,选项C错误。光子不仅拥有颠簸性,并且拥有粒子性,选项D错误。
。X射线是一种高频电磁波,若X射线在真空中的波长为λ,以h表示普朗克常量,c表示真空中的光速,以E和p分别表示X射线每个光子的能量和动量,则 ( )
=,p=0 =,p=
=,p==,p=
【分析】选D。依据E=hν,且λ=,c=λν可得X射线每个光子的能量为E=,每个光子的动量为p=。
( )
,以为全部物体都拥有波粒二象性
【分析】选A。黑体辐射跟着波长越短温度越高,则辐射越强,所以黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关,故A正确;康普顿效应揭穿了光拥有粒子性,故B错误;波粒二象性是光的根本属性,与光子之间的互相作用没关,故C错误;德布罗意提出物质波,以为全部物体均有波粒二象性。故D错误。
6.(2018·无锡高二检测),假如有人制造出质子显微镜,在加速到相同的速度状况下,质子显微镜的最高分辨率将 ( )
【分析】选A。显微镜的分辨能力与波长有关,波长越短其分辨能力越强,由λ=知,假如把质子加速到与电子相同的速度,质子的波长更短,分辨能力更高。
【赔偿训练】
(多项选择)为了观察晶体的原子摆列,可以采纳以下方法:
(1)用分辨率比光学显微镜更高的电子显微镜成像(因为电子的物质波波长很短,能防范发生明显衍射现象,所以电子显微镜的分辨率高);
(2)利用X射线或中子束获取晶体的衍射图样,从而分析出晶体的原子摆列。
则以下分析中正确的选项是 ( )
,X射线波长要远小于原子的尺寸
【分析】选A、D。由题目所给信息“电子的物质波波长很短,能防范发生明显衍射现象”及发生衍射现象的条件可知,电子的物质波的波长比原子尺寸小得多,它的动量应很大,即速度应很大,A正确,B错误;由信息“利用X射线或中子束获取晶体的衍射图样”及发生衍射现象的条件可知,中子的物质波或X射线的波长与原子尺寸相当,C错误,D正确。
7.(多项选择)以下关于光的波粒二象性的说法中,正确的选项是 ( )
,无颠簸性;光显示颠簸性时是连续而不分立的,无粒子性
,其粒子性越明显;光的频率越低,其颠簸性越明显
,而更不简单产生干涉、衍射等物理现象
【分析】选B、C、D。我们既不可以把光看作宏观现象中的波,也不可以把光看作宏观现象中的粒子,光既拥有颠簸性,又拥有粒子性,即光拥有波粒二象性,选项A错误;光的颠簸性和粒子性都与光的频率有关,跟着频率的增大,颠簸性减弱而粒子性加强,选项B正确;大批光子表现出颠簸性,少许光子则表现出粒子性,选项C正确;伦琴射线的频率比可见光高,在真空中、空气中或在同一种介质中的伦琴射线的波长比可见光短,因此更简单发生光电效应而更不简单观察到干涉和衍射现象,选项D正确。
【总结提高】利用光的波粒二象性解题技巧
(1)利用光的波粒二象性求解有关问题,要正确理解波粒二象性,粒子性的一面表此刻光子拥有能量ε=hν,动量p=,以及和其余物质作用时,显示光的粒子性的一面。
(2)颠簸性的一面表此刻光流传时,频率越低、波长越长的光,颠簸性越明显,光的粒子性和颠簸性构成一个有机的整体,互相间其实不独立存在。
(3)在宏观现象中,波与粒子是对峙的看法,而在微观世界中,波与粒子可以一致。光既不是宏观看法的波,也不一样于宏观看法的粒子。
8.(2018·东莞高二检测)以以下图为证明电子波存在的实验装置,从F上漂出的热电子可以为初速度为零,所加加速电压U=104V,电子质量为m=×10-30kg。电子被加速后经过小孔K1和K2后入射到薄的金膜上,发生衍射,结果在照相底片上形成齐心圆明暗条纹。试计算电子的德布罗意波长。
【分析】电子加速后的动能Ek=mv2=eU,
电子的动量p=mv==。
由λ=知λ=,
代入数据得λ≈×10-11m。
答案:×10-11m
,则它们的德布罗意波的波长分别是多大?(×10-27kg)
【解题指南】(1)物体或粒子的动量p与质量m、运动速度v之间的关系是p=mv。
(2)德布罗意波长λ与物体的动量p、普朗克常量h之间的关系是λ=。
【分析】中子的动量为p1=m1v,
子弹的动量为p2=m2v,
据λ=知中子和子弹的德布罗意波长分别为
λ1=,λ2=,
联立以上各式解得:
λ1=,λ2=
将m1=×10-27kg,v=1×103m/s,
h=×10-34J·s,m2=×10-2kg
代入上边两式可解得:λ1=×10-10m,
λ2=×10-35m。
答案:×10-10m ×10-35m
【能力提高练】
( )
,牛顿提出了“微粒说”,惠更斯提出了“颠簸说”,爱因斯坦提出了“光子说”,他们都圆满地说了然光的天性
:光既可以看作宏观看法上的波,也可以看作微观看法上的粒子
、衍射现象说明光拥有颠簸性,光电效应说明光拥有粒子性
,假如光经过双缝时显示颠簸性,假如光只经过一个缝时显示粒子性
【分析】选C。牛顿主张的微粒说中的微粒与实物粒子相同,惠更斯主张的颠簸说中的颠簸与宏观机械波等同,这两种看法是互相对峙的,都不可以说明光的天性,所以A、B错,C正确;在双缝干涉实验中,双缝干涉出现明暗均匀的条纹。当让光子一个一个地经过单缝时,曝光时间短时表现出粒子性,曝出时间长时表现出颠簸性,所以D错误。
2.(多项选择)下表列出了几种不一样物体在某种速度下的德布罗意波波长和频率为1MHz的无线电波的波长,由表中数据可知 ( )
质量/kg
速度/(m·s-1)
波长/m
弹子球
2×10-2
×10-2
×10-30
电子(100eV)
×10-31
×106
×10-10
无线电波
(1MHz)
×108
×102
【分析】选A、B、C。弹子球的波长相对太小,所以检测其颠簸性几乎不行能,A对;无线电波波长较长,所以平时表现为颠簸性,B对;电子波长与金属晶体尺度差不多,所以能利用金属晶体观察电子的颠簸性,C对;由物质波理论知,D错。
【赔偿训练】
关于物质波,以下说法中正确的选项是 ( )
,电子的波长大
,电子的波长小
,中子的波长小
,甲电子的波长也是乙电子的3倍
【分析】选A。由λ=可知,动量大的波长小。电子与质子的速度相等时,电子动量小,波长长。电子与质子动能相等时,由动量与动能的关系式:p=可知,电子的动量小,波长长。动量相等的电子和中子,其波长应相等。假如甲、乙两电子的速度远小于光速,甲的速度是乙的三倍,甲的动量也是乙的三倍,则甲的波长应是乙的。
,百米赛跑的成绩为10s,试估量运动员的德布罗意波长(保留一位有效数字)。
【分析】因为是估量题,可以为运动员匀速运动,
速度v=10m/s。
由公式λ=知运动员的德布罗意波长
λ=m≈1×10-36m。
答案:1×10-36m
4.(2018·桂林高二检测)电子经电势差为U=220V的电场加速,在v<c的状况下,求此电子的德布罗意波长。(×10-31kg,×10-19C)
【分析】电子由静止开始,在电场的作用下速度不停增添,因为题目要求电子的德布罗意波长,所以一定求出电子经电场加速后的动量,而后依据λ=即可求出电子的德布罗意波长。在电场力作用下mv2=eU,得v=。
依据德布罗意波长公式λ=得
λ≈×10-11m。
答案:×10-11m
5.(2018·三明高二检测),×10-7m的入射光照耀金属铯。
(1)能否发生光电效应?
(2)若能发生光电效应,求光电子的德布罗意波长最短为多少。(电子的质量为m=×10-30kg)
【分析】(1)入射光子的能量E=hν=h=×10-34××
eV≈。
因为E=>W0,所以能发生光电效应。
(2)依据光电效应方程可得光电子的最大初动能
Ek=hν-W0=×10-19J
而光电子的最大动量p=,则光电子的德布罗意波长的最小值
λmin==m≈×10-9m。
答案:(1)能 (2)×10-9m