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【种花家务·物理】4-7-06本章复习(光的量子性)『数理化自学丛书6677版』

2023-08-02 10:48 作者:山嵓  | 我要投稿

【阅前提示】本篇出自『数理化自学丛书6677版』,此版丛书是“数理化自学丛书编委会”于1963-1966年陆续出版,并于1977年正式再版的基础自学教材,本系列丛书共包含17本,层次大致相当于如今的初高中水平,其最大特点就是可用于“自学”。当然由于本书是大半个世纪前的教材,很多概念已经与如今迥异,因此不建议零基础学生直接拿来自学。不过这套丛书却很适合像我这样已接受过基础教育但却很不扎实的学酥重新自修以查漏补缺。另外,黑字是教材原文,彩字是我写的注解。

【山话嵓语】『数理化自学丛书』其实还有新版,即80年代的改开版,改开版内容较新而且还又增添了25本大学基础自学内容,直接搞出了一套从初中到大学的一条龙数理化自学教材大系列。不过我依然选择6677版,首先是因为6677版保留了很多古早知识,让我终于搞明白了和老工程师交流时遇到的奇特专业术语和计算模式的来由。另外就是6677版的版权风险极小,即使出版社再版也只会再版80年代改开版。我认为6677版不失为一套不错的自学教材,不该被埋没在故纸堆中,是故才打算利用业余时间,将『数理化自学丛书6677版』上传成文字版。 

第七章光的量子性

【山话||  本系列专栏中的力单位达因等于10⁻⁵牛顿;功的单位尔格等于10⁻⁷焦耳;热量的单位卡路里等于4.186焦耳;电荷的单位静库(1库伦=3×10⁹静库);电势的单位静伏等于300伏特。另外这套老教材中力的单位常用公斤、克等,但如今是不允许的,力是不能使用质量单位的。】 

本章提要

1、光照射在金属的表面上,使它失去负电的现象,叫做光电效应光电效应的规律是:

        (1)光照射在金属表面上,从金属表面每单位时间释放出来的电子数,跟照射光的强度成正比。

        (2)从金属表面释放出来的电子的速度,随着照射光的频率的增大而增加,跟照射光的强度没有关系。

        (3)每一种金属都各自存在着这样一个最低的频率 %5Cnu%20_0,如果入射光的频率小于这一金属的最低频率 %5Cnu%20_0,那么,即使尽量增大入射光的强度,也不能使这种金属发生光电效应。

2、光子说的内容是:物质的原子和分子所发射的光,并不是连续不断的波,而是由特殊物质组成的一个个的微粒,这种物质微粒,叫做光子或光量子。

3、光子说对于光电效应的解释是:对每一种金属来讲,要使电子从它的表面释放出来,必须要作一定数量的功 P(脱出功)。根据公式 %5Csmall%20h%5Cnu%20%3Dp%2B%5Cfrac%7B1%7D%7B2%7D%20mv%5E2 可知,只有当入射光光子的能量大于它的脱出功( %5Csmall%20h%5Cnu%20%3Ep)的时候,才能发生光电效应。入射光的频率 %5Cnu%20 越大,光子的能量  %5Csmall%20h%5Cnu%20 也越大,从金属表面释放出来的电子的速度和动能也就越大。照射光的强度大,就是光子的数目多,它只能使释放出的电子数目增多,而不会影响电子的速度和动能。

4、光的电磁说反映了光的电磁本性(波动性),光子说反映了光的量子性(粒子性),这两种学说都只反映出光的本性的一个方面,都是不完备的。近代物理学指出,一切微观粒子都具有波粒二象性,光也一样,它既具有波动性,又具有粒子性。

复习题七

1、什么是光电效应?改变投射到金属表面上光的强度或频率,从金属表面释放出来的电子情况有什么变化?

2、光子说的内容是什么?怎样用光子说来解释光电效应?

3、高速度的电子流轰击金属表面,释放出 γ 光子”跟“用 γ 光子照射金属表面,释放出电子”各属于哪一种现象?

4、在图7·1中,如果开始时锌板带有正电,用紫外线照射锌板,问这时静电计的指针偏角会不会减小?为什么?

5、如果把图7·4中电池组的正负极接反了,这时光线照射到光电管的内壁上,电流计的指针是否偏转?为什么?

6、试求橙光(λ=6000埃)和紫外光(λ=2537埃)的每一个光子的能量。【3.3×10⁻¹²尔格,7.8×10⁻¹²尔格】

7、已知钠的脱出功是 3.5×10⁻¹² 尔格,如果要使钠发生光电效应,照射光的频率必须大于多少赫兹?【5.3×10¹⁴赫兹】

8、已知钨的脱出功是 7.2×10⁻¹² 尔格,问用频率是 5.1×10¹⁴ 赫兹的黄光来照射金属钨的表面,能不能发生光电效应?【3.38×10⁻¹²尔格<7.2×10⁻¹²尔格,不能发生光电效应】

9、已知使绝引起光电效应的最长波长是 6600 埃,如果用波长是 4000 埃的光照射到铯表面上,问从铯表面释放出的电子速度将是多大?【v=6.6×10⁷厘米/秒】

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