(2)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;频率越低的光波动性越明显,频率越高的光粒子性越明显.
类型一:光电效应电场综合问题
例1.如图为X射线管的结构示意图,E为灯丝电源.要使射线管发出X射线,须在K、A两电极间加上几万伏的直流高压( )
A.高压电源正极应接在P点,X射线从K极发出
B.高压电源正极应接在P点,X射线从A极发出
C.高压电源正极应接在Q点,X射线从K极发出
D.高压电源正极应接在Q点,X射线从A极发出
解析: 灯丝电源对灯丝加热,灯丝放出电子,电子速度很小,要使电子到达对阴极A,并高速撞击A,使原子内层电子受到激发才能发出X射线,因此K、A之间应有电子加速的电场,故Q应接高压电源正极.
答案: D
类型二:光子能量计算
例2.在X射线管中,由阴极发射的电子被加速后打到阳极,会产生包括x光在内的各种能量的光子,其中光子能量的最大值等于电子的动能.已知阳极与阴极之间的电势差U、普朗克常数h、电子电量e和光速c,则可知该X射线管发出的x光的( )
A.最短波长为 B.最长波长为h
C.最小频率为 D.最大频率为
解析: 由动能定理知加速电场对电子所做的功等于电子动能的增量,由题意知光子的最大能量等于电子的动能,则有:hνm=eU,故X光的最大频率γm=,D正确,X光的最小波