如图所示,图甲为氢原子的能级图,大量处于 n =3 激发态的氢原子跃迁时,发出频率不同的大量光子。其中频率最高的光子照射到图乙电路中光电管阴极 K 上时,电路中电流随电压变化的图像如图丙。下列说法正确的是( )
A .用能量为 15.0eV 的光子照射,可使处于基态的氢原子电离
B .阴极 K 金属的逸出功为 6.29eV
C .光电子最大初动能与入射光的频率成正比
D .一个处于 n =3 能级的氢原子向基态跃迁时,能放出 4 种不同频率的光
如图所示为氢原子部分能级示意图。现有大量处于激发态 能级的氢原子,向较低能级跃迁时,会放出不同频率的光子。已知某锌板发生光电效应的逸出功为 。下列正确的是( )
A .共有 5 种不同频率的光子放出
B .从 能级跃迁到 能级放出的光子波长最长
C .从 能级跃迁到 能级放出的光子波长等于 能级跃迁到 能级放出的光子波长
D .放出的所有光子照射该锌板,逸出光电子初动能的最大
1916 年密立根测量金属的遏止电压 (即图甲所示电路中电流表 G 的读数减小到零时加在电极 K 、 A 之间的反向电压)与入射光频率 v 的对应关系,实验中推导计算出普朗克常量 h 。图乙为某光电管发生光电效应时遏止电压 与入射光频率 v 的关系图像,已知光电子的电荷量为 e ,下列说法正确的是( )
A .电极 K 的金属材料的截止频率为
B .普朗克常量
C .电极 K 的金属材料逸出功随入射光频率的增大而减小
D .光电子最大初动能与入射光频率成正比
小华家里装修,爸爸在网上购买了一条蓝光 LED 灯带(如图所示),该灯带的发光功率为 10W 。已知蓝光光子的能量范围为 ,则 1s 内该灯带发出的蓝光光子数的数量级为( )
A . B . C . D .
在做光电效应的实验时,某金属被光照射发生了光电效应,实验测得光电子的最大初动能 E k 与入射光的频率 ν 的关系如图所示,由实验图线可求出( )
A .该金属的截止频率
B .普朗克常量
C .该金属的逸出功
D .单位时间内逸出的光电子数
在光电效应中,若有 N 个频率为 的光子打在金属板上,这些光子的总能量为( h 为普朗克常量)( )
A . B . C . D .
下列叙述中符合物理学史的是( )
A .光电效应揭示了光具有波动性
B .玻尔理论成功地解释了各种原子的发光现象
C .爱因斯坦成功地解释了光电效应现象
D .赫兹从理论上预言了电磁波的存在
如图所示,用绿光照射一光电管,能发生光电效应。欲使光电子从阴极逸出时的初动能增大,应该( )
A .改用红光照射
B .改用紫光照射
C .增大光电管上的加速电压
D .增大绿光的强度
大量处于 n =3 能级的氢原子跃迁能辐射出多种光子,若将其中能量为 12.09eV 的光子照射到如图的极板 K 上,合上开关,调节滑动变阻器的滑片 P ,发现当电压表读数大于或等于 0.60V 时,电流表读数才为零,则极板 K 金属材料的逸出功为( )
A . 0.60eV B . 11.49eV C . 12.09eV D . 12.69eV
研究光电效应的实验中得到的光电流 I 与光电管两端电压 U 的关系图像如图所示。关于 a 、 b 、 c 三束单色光频率的大小关系,下列说法正确的是( )
A . B . C . D .
甲、乙两种单色光通过同一双缝干涉实验装置得到的干涉图样如图所示,下列说法正确的是( )
A .同等条件下乙光比甲光衍射现象更明显
B .甲光光子的动量大于乙光
C .两束单色光照射同一种金属均有光电子逸出,甲光照射后逸出的光电子最大初动能较小
D .光强相同的甲乙两光,甲光单位时间内发射的光子数较少
氢原子的能级图如图,已知可见光光子的能量范围为 1.62~3.11 eV ,金属钾的逸出功是 2.25 eV ,现有大量处于 n =4 能级的氢原子。下列说法正确的是( )
A .氢原子跃迁时最多可发出 6 种可见光
B .氢原子跃迁时发出的可见光均能使金属钾发生光电效应
C .氢原子跃迁时发出的可见光使金属钾发生光电效应得到光电子的最大初动能为 0.3 eV
D .氢原子跃迁时发出的可见光使金属钾发生光电效应得到光电子的最大初动能为 10.98 eV
用波长为 2.0×10 -7 m 的紫外线照射钨的表面,释放出来的光电子中最大的初动能是 3.7×10 - 19 J 。由此可知,钨的截止频率约为(普朗克常量 h = 6.63×10 - 34 J·s ,光速 c = 3.0×10 8 m/s )( )
A . 5.5×10 14 Hz B . 7.9×10 14 Hz
C . 9.4×10 14 Hz D . 1.2×10 15 Hz
研究光电效应的实验中得到的光电流 I 与光电管两端电压 U 的关系图像如图所示。关于 a 、 b 、 c 三束单色光频的大小关系,下列说法正确的是( )
A . B . C . D .
疫情期间,额温枪(红外测温仪)成为重要的防疫装备,其测温原理是:任何物体都会向外发出红外线,额温枪通过红外线照射到温度传感器,发生光电效应,将光信号转化为电信号,间接得出温度数据。已知人体温正常时能辐射波长为 10μm 的红外线,如图甲所示,用该红外线照射光电管的阴极 K 时,电路中有光电流产生,该光电流随电压变化的图象如图乙所示,已知 h =6.63×10 -34 J·s , e=1.6×10 -19 C ,电磁波在真空或空气中波速 c =3×10 8 m/s 则由图乙可知该光电管的阴极金属逸出功最接近于( )
A . 0.1eV B . 0.2eV C . 0.3eV D . 0.4eV
下图为氢原子的发射光谱, 、 、 、 。是其中的四条光谱线,下列说法正确的是( )
A . 谱线对应光照射逸出功为 2.25eV 的金属钾,该金属钾可以发生光电效应
B . 谱线对应光子的能量最大
C . 谱线对应光子的频率最小
D .该光谱由氢原子核能级跃迁产生
光电效应的 图像如图所示。若电子的电荷量为 e ,则普朗克常量可表示为( )
A . B . C . D .
下列描述中正确的是( )
A .质子与中子结合成氘核的过程中需要吸收能量
B . 衰变为 要经过 4 次 α 衰变, 4 次 β 衰变
C .某原子核经过一次 α 衰变和两次 衰变后,核内中子数减少 2 个
D .入射光波长越长,发生光电效应时从金属表面逸出的光电子最大初动能越大
用不同频率的紫外线分别照射钨和锌的表面而产生光电效应,可得到光电子的最大初动能 随入射光频率 变化的 图像。已知钨的逸出功是 ,锌的逸出功是 ,若将二者的图线画在同一个 坐标系中,用实线表示钨、虚线表示锌,则下列正确反映这一过程的图是( )
A . B .
C . D .
下列说法正确的是( )
A .半衰期表明放射性元素的放射强度与时间成反比
B .卢瑟福通过 α 粒子散射实验,确定了原子的核式结构并发现了质子
C .光电效应产生的光电子的最大初动能与入射光子的频率成正比
如图所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线,由图可知该金属的极限频率为 ___________ ,该图线的斜率表示 ___________ 。该金属的逸出功为 ___________eV 。
在光电效应实验中,某金属的截止频率相对应的光的波长为 λ 0 ,该金属的逸出功为 ________ 。若用波长为 λ ( λ < λ 0 )的单色光做该实验,则其最大的初动能为 ________ 。(已知电子的电荷量、真空中的光速和普朗克常量分别为 e 、 c 和 h )
发生一次 β 衰变后变为 ,其衰变方程为 ________________ ;在该衰变过程中还发出频率为 ν 1 、 ν 2 的两个光子,其总能量为 ______________________ (普朗克常量为 h )。
分别以频率为 1 和 2 的单色光照射某一光电管。若 1 > 2 (均大于红限频率 0 ),则当两种频率的入射光的光强相同时,所产生的光电子的最大初动能 E 1 _____ E 2 ;为阻止光电子到达阳极,所加的遏止电压 | Ua 1 |______| Ua 2 | ;所产生的饱和光电流 is 1 _____ is 2 . (用>或=或<填入)
用频率为 的单色光照射某种金属时,逸出光电子的最大动能为 E 1 ,若改用频率为 2 的单色光照射此种金属时,则逸出光电子的最大动能 E 2 =___________ 。
用频率 v 和波长 λ 表示的光子的能量 ε = ____ ,质量 m = ______ ,动量 p = ______ ,动能 E k = ______ (已知普朗克常量为 h )。
做光电效应实验时,用不同频率的单色光照射 ____________ ,测出相对应的 _____________ ,然后作图,由此图的斜率即可求出 ___________ 。
1905 年爱因斯坦提出,光不仅在发射和吸收时能量是一份一份的,而且光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的,这些能量子后来被称为光子,爱因斯坦的 “ 光子说 ” 对波粒二象性概念的建立有重大影响,爱因斯坦由于发现了光电效应规律而获得 1921 年的诺贝尔物理学奖。
1. 如图所示为演示光电效应的实验装置,把一块不带电的锌板连接在验电器上。当用可见光照射锌板时,验电器指针不偏转。当用紫外线照射锌板时,发现验电器指针偏转一定角度,以下说法正确的是 ( )
A .用紫外线照射锌板,验电器指针发生明显偏转,说明此时锌板带电,锌板带正电
B .用紫外线照射锌板,验电器指针发生明显偏转,说明此时锌板带电,锌板带负电
C .若减小紫外线的强度,验电器的指针也会偏转
D .若改用红光长时间照射,验电器的指针也会偏转
2. 利用如图所示装置做光电效应实验,用单色光照射某种金属表面,有光电子逸出。若要使光电子的最大初动能增大,下列选项正确的是 ( )
A .仅延长光照时间 B .仅换用频率更大的光
C .仅增大入射光的强度 D .仅增大 、 极板间电压
3. 在光电效应实验中,某同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线,如图所示(甲光、乙光、丙光),则可判断出 ( )
A .甲光的光强大于乙光的光强
B .甲光的频率大于乙光的频率
C .乙光的波长大于丙光的波长
D .甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能
4. 某种金属发生光电效应时,光电子的最大初动能 与入射光频率 的关系图象如图所示。 、 均为已知量,由图线信息可知 ( )
A .普朗克常量、该金属的逸出功和极限频率
B .光电子的最大初动能跟入射光的强度成正比
C .当入射光的频率增大为原来的 2 倍时,电子的最大初动能增大为原来的 2 倍
D .图中 与 的值与入射光的强度、频率均无关
5. 从 1907 年起,美国物理学家密立根开始以精湛的技术测量光电效应中几个重要的物理量。他的目的是:测量金属的截止电压 与入射光的频率 ,由此算出普朗克常量 ,并与普朗克根据黑体辐射得出的 相比较,以检验爱因斯坦光电效应方程的正确性。
( 1 )根据爱因斯坦光电效应方程和光子的初动能推导得出遏止电压 与入射光的频率 之间的函数关系式(已知电子电量为 ,该金属逸出功为 ,普朗克常量为 ); ________
( 2 )按照密立根的方法我们利用图 1 所示的装置进行实验,得到了某金属的 图像如图 2 所示。已知元电荷 ,设图像的斜率为 ,则普朗克常量的表达式为 _________ ,计算的数值为 _________ 。
当用不同波长的光照射某种金属表面时,所测得的光电子的遏止电压如下表所示:
序号 | 波长( m ) | 遏止电压( V ) |
1 | 1.20 | 8.00 |
2 | 2.00 | 4.00 |
3 | 3.00 | 2.00 |
4 | 4.00 | |
5 | 5.00 | 0.40 |
查询数据可知元电荷 ,光速 。
由本表和查询数据可推知:
( 1 )要想发生光电效应,入射光的波长应满足 ___________ ;
( 2 )这种金属的逸出功为 ___________eV ;
( 3 )普朗克常量 h 为 ___________ ;
( 4 )序号 4 对应的遏止电压为 ___________V 。
如图所示为在光电效应实验中,用 a 、 b 、 c 三束光照射同一金属的表面时,形成的光电流大小随外加电场电压的变化关系,三束光中频率最大的为 ________ 光,若该金属的逸出功为 W ,电子的电荷量为 e ,普朗克常量为 h , b 光的遏止电压为 ,结合图象中的条件,可以表示出 b 光频率为 _________ 。
某金属在光照下发生光电效应,光电子的最大初动能 与入射光频率 v 的关系如图所示,已知普朗克常量为 h ,可知该金属的逸出功为 ______ ;用某一单色光照射该金属时,实验测得遏止电压为 ,已知电子电量的绝对值为 e ,则该单色光的频率为 ______ 。
用同一束单色光,在同一条件下,先后照射锌片和银片,都能产生光电效应。在这两个过程中,对下列四个物理量来说,一定相同的是 ___________ ,可能相同的是 ___________ ,一定不相同的是 ___________ 。
A .光子的能量 B .金属的逸出功 C .光电子的初动能 D .光电子的最大初动能
爱因斯坦提出光子说,认为每个光子具有的能量跟它的 ______ 成正比,比例常数为普朗克常量 h ,若用国际单位制基本单位表示, h 的单位为 ______ 。
小灯泡发光时转变成光能的功率是 1W ,所发出的光的看作是波长为 500nm ,设灯光向四周的辐射都是均匀的。球表面积 S = 4π R 2 , 1nm = 10 - 9 m ,普朗克常量 h = 6.63 × 10 - 34 J·s 。则在 1m 远处,每秒垂直穿过 1m 2 面积上的光子数大约是 _______ 个,在半径从 4 米到 10 米的球壳内有 ________J 光能。
如图所示当开关 S 断开时,用光子能量为 2.4eV 的一束光照射阴极 P ,发现电流表读数不为零。合上电键,调节滑动变阻器,发现当电压表读数小于 0.80V 时,电流表读数仍不为零;当电压表读数大于或等于 0.80V 时,电流表读数为零。断开电键。
( 1 )求此时光电子的最大初动能是 ________eV ;
( 2 )求该阴极材料的逸出功是 ________eV 。