一点光源以 113W 的功率向周围所有方向均匀地辐射波长约为 6 × 10 - 7 m 的光,在离点光源距离为 R 处每秒垂直通过每平方米的光子数为 3 × 10 14 个。普朗克常量为 h = 6.63 × 10 - 34 J × s 。 R 约为( )
A . 1 × 10 2 m B . 3 × 10 2 m C . 6 × 10 2 m D . 9 × 10 2 m
B
【详解】一个光子的能量为
E = hν
ν 为光的频率,光的波长与频率有以下关系
c = λν
光源每秒发出的光子的个数为
P 为光源的功率,光子以球面波的形式传播,那么以光源为原点的球面上的光子数相同,此时距光源的距离为 R 处,每秒垂直通过每平方米的光子数为 3 × 10 14 个,那么此处的球面的表面积为
S = 4π R 2
则
联立以上各式解得
R ≈ 3 × 10 2 m
故选 B 。
光子说:
光子说 | 爱因斯坦认为,光不仅在发射和吸收时能量是一份一份的,而且光本身就是由不可分割的能量子组成的,即光在传播时能量也是一份一份的,每一份称为一个光量子,简称光子 | |
光子的能量: 为普朗克常量,v为光的频率 | ||
光子说对光电效应规律的解释 | 金属存在极限频率v0 | 电子从金属表面逸出,首先要克服金属原子核的引力做功 要使入射光子的能量不小于 对应的频率为 即极限频率 |
Ek随入射光频率v变化,而与入射光强度无关 | 电子吸收光子能量后,一部分克服阻碍作用做功,剩余部分转化为光电子的动能,只有直接从金属表面飞出的光电子才具有最大初动能,对于确定的金属,既是一定的,故光电子的最大初动能只随入射光频率的增大而增大 | |
光电流与入射光强度成正比 | 入射光的强度越大,在单位时间内从金属板发射的电子数越多,光电流的强度就越大 | |
光电效应发生的瞬时性 | 光照射金属时,电子吸收一个光子的能量后,动能立即增大,不需要能量积累的过程 |
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光电效应实验的装置如图所示,则下面说法中正确的是
A.用紫外光照射锌板,验电器指针会发生偏转
B.用红色光照射锌板,验电器指针会发生偏转
C.锌板带的是负电荷
D.使验电器指针发生偏转的是正电荷