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2013高中物理专题复习课件《光学》 第4讲 光的粒子性


第十四章:





重点难点诠释………………04
典型例题剖析………………07 适时仿真训练………………11

重点难点诠释
跟踪练习1 现有a、b、c三束单色光,其波长关系为

λa>λb>λc.用b光束照射某种金属时,恰能发生光电效应.若分别 用a光束和c光束照射该金属,则可以断定( )

A.a光束照射时,不能发生光电效应
B.c光束照射时,不能发生光电效应 C.a光束照射时,单位时间内释放出的光电子数目最多 D.c光束照射时,释放出的光电子的最大初动能最小 [解析] 这是考查光电效应的题目,由a、b、c三束单 色光的波长关系λa>λb>λc及波长、频率的关系知:三束单色光 的频率关系为;υa<υb<υc ,故当b光恰能使某金属发生光电效 应时,a 光必然不能使该金属发生光电效应,c 光必须

重点难点诠释
能使该金属发生光电效应,A地,B错;又因为发生光电效应
时释放的光电子数目与光照强度有关,光照越强,单位时间 内放出的光电子数目越多,由于光照强度未知,所以单位时 间内光电子数目无法判断,C错;而光电子的最大初动能与入 射光频率有关,频率越高,最大初动能越大,所以c光照射时 释放出的光电子的最大初动能最大,D错,故正确答案为A.

[答案] A

重点难点诠释
跟踪练习2 人眼对绿光最为敏感.正常人的眼睛接收到波 长为530 nm的绿光时,只要每秒有6个绿光的光子射入瞳孔, 眼睛就能察觉.普朗克常量为6.63×10 - 34 J· s,光速为3.0× 108 m/s,则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是( ) A.2.3×10-18 W B.3.8×10-19 W C.7.0×10-48 W D.1.2×10-48 W [解析] 此题考查学生对爱因斯坦的光子说,光的频率
与波长、光速的关系,人眼接收功率的理解. 由爱因斯坦的光子说可知,每一个光子的能量E=hν,光

的频率、波长、光速的关系为?
10-18 W.选项A对. [答案] A

?

c

?

,由题可知人眼能察觉到绿
c

光时,在1秒内所接收到的最小能量为6E,P=nhν=nh ? =2.3×

典型例题剖析
例2 一细束平行光沿半径方

向射入半圆形玻璃砖后分离为三束
光(如图),分别照射相同的金属, 下列判断正确的是( ) A.若b能使金属发射出光电子,则c也一定能使金属发射出

光电子
B.若b能使金属发射出光电子,则a一定能使金属发射出 光电子

C.若a、b、c均能使金属发射出光电子,则出射光电子的
最大初动能a最小 D.若a、b、c均能使金属发射出光电子,则单位时间出射

的光电子数一定a最多

典型例题剖析
[解析] 由图可知,当a光已发生全反射时,b、c还有折
射现象,故玻璃对a、b、c三种色光的折射率关系为:na>nb>nc, 则这三种色光的频率关系为υa>υb>υc.由光电效应规律可知,选 项A错B对;由爱因斯坦光电效应方程可知,选项C不对;单位 时间内从金属表面上射出的光电子数目由光的强度决定,故选

项D不对.本题正确答案为B.
[答案] B

典型例题剖析
例4 太阳光垂直射到地面上时,地面上1 m2接受的太阳

光的功率为1.4 kW,其中可见光部分约占45%.
(1) 假 如 认 为 可 见 光 的 波 长 约 为 0.55 μm , 日 地 间 距 离 R=1.5×1011 m.普朗克恒量h=6.6×10-34 J· s,估算太阳每秒辐

射出的可见光光子数为多少?
(2)若已知地球的半径为6.4×106 m,估算地球接受的太阳 光的总功率. [解析] (1)设地面上垂直阳光的1 m2面积上每秒钟接收 的可见光光子数为n,则有 解得
n ? 0 .4 ? P hc

P ? 45 % ? n ? h
?6

c

?
3 8

?

0 . 45 ? 0 . 55 ? 10 6 . 6 ? 10
? 34

? 1 . 4 ? 10

? 3 ? 10

=1.75×1021 m-2

典型例题剖析
设想一个以太阳为球心,以日、地距离为半径的大球面积
包围着太阳.大球面接受的光子数即等于太阳辐射的全部光子 数,则所求可见光光子数

N=n· 2 4πR
=1.75×1021×4×3.14×(1.5×1011)2 =4.9×1044

(2)地球背着阳光的半个球面没有接收太阳光,地球向阳
的半个球面面积也不都与太阳光垂直.接收太阳光辐射且与阳 光垂直的有效面积是以地球半径为半径的圆平面的面积,则地

球接收阳光的总功率
P地=P·πr2=1.4×3.14×(6.4×106)2 kW =1.8×1014 kW [答案] (1)4.9×1044 (2)1.8×1014 kW

适时仿真训练

1.[答案] B

2.[答案] BD

3.[答案] BC


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