2017-2018学年高中创新设计物理粤教版选修3-5学案:4-4 核力与结合能
2017-2018学年高中创新设计物理粤教版选修3-5学案:4-4 核力与结合能第2页

中,金属内的电子吸收光子后克服原子核的库仑引力等束缚,逸出金属表面,成为光电子,故A、B选项错误,C选项正确;由ε=hν知,光子能量ε与其频率ν成正比,故D选项正确.

【例2】 20世纪20年代,剑桥大学学生泰勒做了一个实验:在一个密闭的箱子里放上小灯泡,烟熏黑的玻璃、狭缝、针尖、照相底板,整个装置如图1所示.小灯泡发出的光通过熏黑的玻璃后变得十分微弱,经过三个月的曝光,在底片上针尖影子周围才出现非常清晰的衍射条纹.泰勒对这照片的平均黑度进行测量,得出每秒到达底片的能量是5×10-13 J(h=6.63×10-34 J·s).

图1

(1)假如起作用的光波波长约为500 nm,计算从一个光子到下一光子到达底片所相隔的平均时间及光束中两邻近光子之间的平均距离;

(2)如果当时实验用的箱子长为1.2 m,根据(1)的计算结果,能否找到支持光是概率波的证据?

答案 (1)8.0×10-7 s 240 m (2)见解析

解析 (1)对于λ=500 nm的光子能量为:

ε=hν=h=6.63×10-34× J

=4.0×10-19 J,

因此每秒到达底片的光子数为:

n==个=1.25×106个,

如果光子是依次到达底片的,则光束中相邻两光子到达底片的时间间隔是:

Δt= s= s=8.0×10-7 s.

两相邻光子间平均距离为:

x=cΔt=3.0×108×8.0×10-7 m=240 m.

(2)由(1)的计算结果可知,两光子间距有240 m,而箱子长只有1.2 m,所以在箱子里一般不可能有两个光子同时在运动.这样就排除了光的衍射行为是光子相