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1、作業(yè)2光的波粒二象性一、選擇題(每小題6分,共48分)1.下列實驗中,能證實光具有粒子性的是()A.光電效應實驗B.光的雙縫干涉實驗C.光的圓孔衍射實驗D光的色散實驗答案:A2.在下列現(xiàn)象中,說明光具有波動性的是()A.光的直線傳播B.光的衍射C.光的干涉D.光電效應答案:BC3.從光的波粒二象性出發(fā),下列說法中正確的是()A.光子的頻率越高,光子的能量越大.B.光子的頻率越高,波動性越顯著.C.在光的干涉實驗中,亮紋處光子到達的概率大.D.大量光子顯示波動性,少量光子顯示粒子性.答案:A4.下列說法中,正確的是()A.愛因斯坦把物理學帶進了量子世界.B.光的波粒二象
2、性推翻了麥克斯韋的電磁理論.C.光波與宏觀現(xiàn)象中的連續(xù)波相同.D.光波是表示大量光子運動規(guī)律的一種概率波.答案:D5.物理學家做了個有趣的實驗:在雙縫干涉實驗中,在光屏處放上照相底片,若減弱光電流的強度,使光子只能一個一個地通過狹縫實驗結果表明,如果曝光時間不太長,底片上只能出現(xiàn)一些不規(guī)則的點子;如果曝光時間足夠長,底片上就會出現(xiàn)規(guī)則的干涉條紋.對這個實驗結果有下列認識,其中正確的是()A.曝光時間不長時,光的能量太小,底片上的條紋看不清楚,故出現(xiàn)不規(guī)則的點子.B.單個光子的運動沒有確定的軌道.C.干涉條紋中明亮的部分是光子到達機會較多的地方.D.只有大量光子的行為才
3、表現(xiàn)出波動性.答案:BCD6.若某光譜線的波長為λ,則此光譜線中光子的()A.頻率為λ/cB.能量為C.動量為h/λD.質量為答案:BCD7光在真空中的波長為λ,速度為c,普朗克常量為h現(xiàn)在以入射角α由真空射入水中,折射角為r,則()A.r>αB.光在水中的波長為C.每個光子在水中的能量為D.每個光子在水中的能量為答案:D8.科學研究表明:能最守恒和動量守恒是自然界的普遍規(guī)律從科學實踐的角度來看,迄今為止,人們還沒有發(fā)現(xiàn)這些守恒定律有任何例外相反,每當在實驗中觀察到似乎是違反守恒定律的現(xiàn)象時,物理學家們就會提出新的假設來補救,最后總是以有新的發(fā)現(xiàn)而勝利告終如人們發(fā)現(xiàn),
4、在兩個運動著微觀粒子的電磁相互作用下,兩個粒子的動量的矢量和似乎是不守恒的這時物理學家又把動量的概念推廣到了電磁場,把電磁場的動量也考慮進去,總動量就又守恒了.現(xiàn)將沿一定方向運動的光子與一個原來靜止的自由電子發(fā)生碰撞,碰后自由電子向某一方向運動,而光子沿另一方向散射出去這個散射出去的光子與入射前相比較()A.速率增大B.波長增大C.頻率增大D.能量增大答案:B二、填空題(共10分)9.某色光的頻率為5.6x1014Hz,其光子的能量為________J,當它進入某介質時,波長為4×10-7m,則此介質的折射率為________.(普朗克常量h=6.63×10-34J·
5、s)答案:,1.35三、計算題(共42分)10.(12分)照到地面的太陽光的平均波長是5×10-7m.地面每平方米面積上獲得太陽光的功率為8w,則每秒落到地面1m2面積上的光子數是多少?當人仰望太陽(人眼瞳孔的直徑為10mm),每秒進入眼睛的光子數是多少?答案:11.(12分)一臺激光器發(fā)光功率為P,發(fā)出的激光在折射率為n的介質中波長為λ,若真空中光速為c,普朗克常量為h,則激光器在時間t內輻射的光子數為多少?若電腦記錄下的激光由發(fā)射到返回的時間差為△t,求被測物到激光源的距離.答案:12.(18分)自然界中的物體由于具有一定的溫度,會不斷向外輻射電磁波,這種輻射與溫
6、度有關,稱為熱輻射.熱輻射具有如下特點:①輻射的能量中包含各種波長的電磁波;②物體的溫度越高,單位時間從物體表面單位面積上輻射的能量越大;③在輻射的總能量中,各種波長所占的百分比不同處在一定溫度的物體在向外輻射電磁能量的同時,也要吸收由其他物體輻射的電磁能量.如果它處在平衡狀態(tài),則能量保持不變若不考慮物體表面性質對輻射與吸收的影響,我們定義一種理想的物體,它能100%地吸收入射到其表面的電磁輻射,這樣的物體稱為黑體單位時間內從黑體表面單位面積輻射的電磁波的總能量與黑體絕對溫度的四次方成正比,即P0=δT4,其中常量δ=5.67×10-8W/(m2·K4)在下面的問題中
7、,把研究對象都簡單地看做黑體有關數據及數學公式為:太陽半徑Rs=69600km,太陽表面溫度T=5770K,火星半徑r=3395km,球面積S=4πR2,其中R為半徑.(1)太陽熱輻射能量的絕大多數集中在波長為2x10-7~2×10-5m內,求相應頻率范圍;(2)每小時從太陽表面輻射的總能量為多少;(3)火星受到來自太陽的輻射可以認為垂直射到面積為πr2(r為火星半徑)的圓盤上,已知太陽到火星的距離約為太陽半徑的400倍,忽略其他天體及宇宙空間的輻射,試估算火星的平均溫度答案:(1)~Hz,(2)J,(3)204K作業(yè)3能級一、選擇題(每小題6分,共