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光具有粒子性的发现开创了物理学的新纪元,在认识世界的本质中引入了量子的思想,引发了现代科技革命,才出现了以电子计算机为代表的信息科技的大发展。光的粒子性比较抽象,离我们的日常生活很远,所以不易理解,是初学者最大的困难,所以学习这部分知识时,应尽量避免原有知识的干扰,先记下这部分知识再慢慢理解。近几年,光的粒子性在高考中频频出现,是考查的热点,难度总体不大,以考查基础为主。例如2010年高考理科综合四川卷第18题:用波长为2.0×10-7m的紫外线照射钨的表面,释放出来的光电子中最大的动能是4.7×10-19J。由此可知,钨的极限频率是( )(普朗克常量h=6.63×10-34J·s,光速c=3.0×108m/s,结果取两位有效数字)
A.5.5×1014Hz B.7.9×1014Hz
C.9.8×1014Hz D.1.2×1015Hz
【答案】B
【解析】根据光电效应方程Ekm=hv-W,在恰好发生光电效应时最大初动能为0时,有hv0=W,且c=v,综合化简得v0=-=---=---=8×1014Hz,B正确。
但有时也和其他章的知识综合,而有一定的难度,例如2010年高考理科综合天津卷物理部分第8题:用同一光电管研究a、b两种单色光产生的光电效应,得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图。则这两种光( )
A.照射该光电管时a光使其逸出的光电子最大初动能大
B.从同种玻璃射入空气发生全反射时,a光的临界角大
C.通过同一装置发生双缝干涉,a光的相邻条纹间距大
D.通过同一玻璃三棱镜时,a光的偏折程度大
【答案】B、C
【解析】由光电效应方程-mvm2=hv-W0,由题图可得b光照射光电管时使其逸出的光电子最大初动能大,b光的频率大,波长小,A错误。b光的频率大,在玻璃中的折射率nb大,由C=arcsin-从同种玻璃射入空气发生全反射时,b光的临界角小,a光大,B正确。发生双缝干涉时,△x=-,b光波长小,相邻条纹间距b光小,a光大,C正确。在玻璃中的折射率nb>na,b光的偏折程度大,D错误。正确选项B、C。
本题是光的粒子性和光的波动性综合,综合度较高,得分率较低,是天津卷物理选择题的压轴题。体现了高考对近现代科技的重视,是新课标高考的新动向,现将光的粒子性总结如下:
一、光电效应
1.现象:在光(包括不可见光)照射下物体发射出电子的现象叫光电效应现象;所发射的电子叫光电子;光电子定向移动所形成的电流叫光电流。
(周六继续刊登)