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光具有粒子性的發現開創了物理學的新紀元,在認識世界的本質中引入了量子的思想,引發了現代科技革命,纔出現了以電子計算機為代表的信息科技的大發展。光的粒子性比較抽象,離我們的日常生活很遠,所以不易理解,是初學者最大的困難,所以學習這部分知識時,應盡量避免原有知識的乾擾,先記下這部分知識再慢慢理解。近幾年,光的粒子性在高考中頻頻出現,是考查的熱點,難度總體不大,以考查基礎為主。例如2010年高考理科綜合四川卷第18題:用波長為2.0×10-7m的紫外線照射鎢的表面,釋放出來的光電子中最大的動能是4.7×10-19J。由此可知,鎢的極限頻率是( )(普朗克常量h=6.63×10-34J·s,光速c=3.0×108m/s,結果取兩位有效數字)
A.5.5×1014Hz B.7.9×1014Hz
C.9.8×1014Hz D.1.2×1015Hz
【答案】B
【解析】根據光電效應方程Ekm=hv-W,在恰好發生光電效應時最大初動能為0時,有hv0=W,且c=v,綜合化簡得v0=-=---=---=8×1014Hz,B正確。
但有時也和其他章的知識綜合,而有一定的難度,例如2010年高考理科綜合天津卷物理部分第8題:用同一光電管研究a、b兩種單色光產生的光電效應,得到光電流I與光電管兩極間所加電壓U的關系如圖。則這兩種光( )
A.照射該光電管時a光使其逸出的光電子最大初動能大
B.從同種玻璃射入空氣發生全反射時,a光的臨界角大
C.通過同一裝置發生雙縫乾涉,a光的相鄰條紋間距大
D.通過同一玻璃三棱鏡時,a光的偏折程度大
【答案】B、C
【解析】由光電效應方程-mvm2=hv-W0,由題圖可得b光照射光電管時使其逸出的光電子最大初動能大,b光的頻率大,波長小,A錯誤。b光的頻率大,在玻璃中的折射率nb大,由C=arcsin-從同種玻璃射入空氣發生全反射時,b光的臨界角小,a光大,B正確。發生雙縫乾涉時,△x=-,b光波長小,相鄰條紋間距b光小,a光大,C正確。在玻璃中的折射率nb>na,b光的偏折程度大,D錯誤。正確選項B、C。
本題是光的粒子性和光的波動性綜合,綜合度較高,得分率較低,是天津卷物理選擇題的壓軸題。體現了高考對近現代科技的重視,是新課標高考的新動向,現將光的粒子性總結如下:
一、光電效應
1.現象:在光(包括不可見光)照射下物體發射出電子的現象叫光電效應現象;所發射的電子叫光電子;光電子定向移動所形成的電流叫光電流。
(周六繼續刊登)
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