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1、名校名 推荐6.2 量子世界作业1 德布罗意的物质波理论认为：每个物质粒子都伴随着_，这种波被称为物质波，又称为 _.答案：一种波概率波2 爱因斯坦的光子说认为：在空间传播的光不是_，而是 _，每一份叫做一个 _，光子的能量 E 跟光的 _成正比，即 E=_.答案：连续的一份份的光子频率 h 3 下列关于波粒二象性的说法中，正确的是（）A. 有的光是波，有的光是粒子B.光子与电子是同一种粒子C.光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著D.大量光子产生的效果往往显示出粒子性答案： C4 对光的波粒二象性的说法中，正确的是（）A. 有的光是波，有的光是粒子B.光子与电子是同一种粒子C
2、.光的波长越长，其波动性越显著；波长越短，其粒子性越显著D.以上说法都不对解析：光具有波动性，而不能说光是波；光具有粒子性，也不能说光是粒子. 光具有波粒二象性 . 答案： C5 关于光的性质，下列叙述中正确的是（）A. 在其他同等条件下，光的频率越高，衍射现象越容易看到B.频率越高的光，粒子性越显著；频率越低的光，波动性越显著C.大量光子产生的效果往往显示出波动性，个别光子产生的效果往往显示出粒子性D.如果让光子一个一个地通过狭缝， 它们将严格按照相同的轨道和方向做极有规则的匀速直线运动解析：光虽然具有波粒二象性，但是在具体情况下，有时波动性明显，有时粒子性明显 . 这是微观粒子的特征 .
3、答案： BC1名校名 推荐6 计算波长是 0.122 0m的紫外线的光子能量 .解析：由普朗克量子理论表达式直接求解即可 .波长是 0.122 0m的紫外线的光子能量c-343.00108-18 J.E=h =h =6.63100.1220106J=1.63 107 一个垒球的质量是 1-31kg,一个电子的质量是 9.1 10kg.垒球在地板上以 1 m/s的速度运动，电子经加速后在显像管中以1107 m/s 的速度运动，它们的物质波波长各是多少？解析：直接应用德布罗意的物质波公式，代入数据求解即可.将数据代入德布罗意的物质波公式中，可以算出垒球与电子的物质波波长分别是： 垒球 6.6 10
4、-3 4 m 电子 0.7 10-1 0 m.可见，垒球的波长远小于一个电子的直径，这是无法测量到的， 难怪我们无法观察到常见物体的物质波 . 电子的波长虽然也很小，但用精密的手段已可测量.8 功率为 100 W 的灯泡所放出的能量有1%在可见光范围内，它每秒内放出可见光子的数目为多少？（设可见光的平均波长为0.5 m）解析：依据量子理论， 由于已知可见光的平均波长，我们可以首先求取每一个可见光光子的能量， 而后计算出灯泡每秒释放的可见光总能量，两者之比即为每秒内放出可见光子的数目 .设灯泡在 1 s内所放出的能量为 E，则 E=Pt=1001 J=100 J1 s 内所放出能量在可见光范围内
5、的光子总能量为 E=1001% J=1 J因 E=nh=n h c ，所以每秒放出的可见光子数为E10.510 618n= hc6.6310 34310 8 =2.5 10 （个） .9 频率为 0的光子由地球表面某处竖直向上运动，当运动到高H时，由于地球引力作用，它的波长变长，我们把这种频率变化现象称为 “引力红移 ”，它是多普勒效应在光波中的表现 .求光子频率的红移量 与原频率 0之比 .解析：本题属于信息题，仔细阅读题目信息，依据能量守恒切入解题.光子能量 E=h0 ，由质能方程知光子质量m=hv0 ，光子从地球表面上升H，因c 22名校名 推荐为光速不变，由能量守恒得到h=mg H,
6、则 vgH.v0c 2即光子频率的红移量 与原频率 0 之比为 gH.c 210 太阳光垂直射到地面上时，1 m2 地面接收的太阳光的功率为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 m，日、地间距离 R=1.51011 m.普朗克常量 h=6.6 10-34 J s，估算太阳每秒辐射出的可见光光子为多少？（ 2）若已知地球的半径r 为 6.4 106 m，估算地球接收太阳光的总功率.解析：本题的求解思路是：首先获取题干信息，理解题意，初步确立运用能量转化和守恒的观点求解可见光子数目的求解方向.其二是要在理解题意的基础上，深刻理解题目展示的物理情景，充
7、分发挥空间想象能力，正确建立起太阳辐射的球体模型，即以太阳为球心，日、地距离为半径的球面模型和以地球半径为半径的圆平面面积模型.（ 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 P45%=nh cn=0.45 P0.45 0.55 10 61.4 10 32hc6.610 343108=1.75 10 1设想一个以太阳为球心，以日、地距离为半径的大球面包围着太阳大球面接收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 4 R2=1.75 102 1 4 3.14 (1.5 1011) 2=4.9 1044（个） .（ 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 =Pr 2=1.4 3.14 (6.4 106) 2 kW=1.81017 kW.3