1. 光

人类对光的认识经历了非常曲折的过程,从最初的微粒说、波动说,到电磁波理论的建立,到最后的光子说,人类最终认识到不能用一种性质去描述光的所有行为,只能认为光具有波粒二象性。

(1) 如图为富兰克林使用X射线拍摄的DNA晶体,这是利用了光的现象。(选涂:“A:干涉”、“B:衍射”)

(2) 给如图所示的莱顿瓶甲充电,当两金属球之间的电压达到一定值时,金属球A、B间开始放电,出现电火花。该实验能够证明的存在。移动莱顿瓶乙的矩形线框中可移动的带有氖管的金属棒到时,氖管发光最亮。

(3) 不同的电磁波有不同的应用。图中病人正进行伽玛刀手术,该手术是使用钴-60产生的射线进行一次性大剂量地聚焦照射,使之产生局灶性的坏死或功能改变而达到治疗疾病的目的。

(1)射线本质上是(A.光子 B.中子 C.电子)

(2)下列哪些情况下不能释放出射线

A.原子核发生衰变             B.原子弹爆炸

C.用紫外线照射锌板             D.氢原子从基态跃迁到激发态

(4) 用光子能量为的光照射图示光电管极板K时发生光电效应,产生光电流。若K的电势高于A的电势,且电势差为0.9V,此时光电流刚好截止。此金属的逸出功是那么,当A的电势高于K的电势,且电势差也为0.9V时,光电子到达A极时的最大动能是

(5) 康普顿在研究石墨对X射线的散射时,提出光子不仅具有能量,而且具有动量,光子动量。假设射线中的单个光子与静止的无约束的自由电子发生弹性碰撞。碰撞后光子的方向与入射方向夹角为 , 电子的速度方向与入射方向夹角为 , 其简化原理图如图所示。光子和电子组成的系统碰撞前后动量守恒,动量守恒定律遵循矢量运算的法则。已知入射光波长 , 普朗克常量为h。则碰撞后光子的波长

(6) 科学家设想未来的宇航事业中利用太阳帆来加速星际飞船,设该飞船所在地每秒每单位面积接收到的光子数为n,光子平均波长为 , 太阳帆面积为S,反射率100%,设太阳光垂直射到太阳帆上,飞船总质量为m。

(1)求飞船加速度

(2)若太阳帆是黑色的,飞船的加速度

【考点】
电磁波的发射、传播与接收; 碰撞模型; 光的衍射; 光电效应; 光子及其动量;
【答案】

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