(2007?蘇州二模)處在激發(fā)態(tài)的氫原子向能量較低的狀態(tài)躍遷時(shí)會(huì)發(fā)出一系列不同頻率的光,稱為氫光譜.氫光譜線的波長(zhǎng)可以用下面的巴耳末-里德伯公式
1
λ
=R(
1
k2
-
1
n2
)
來(lái)表示,式中n,k分別表示氫原子躍遷前后所處狀態(tài)的量子數(shù),k=1,2,3,…,對(duì)于每一個(gè)k,有n=k+1,k+2,k+3,…,R稱為里德伯常量、是一個(gè)已知量.對(duì)于k=1的一系列譜線其波長(zhǎng)處在紫外線區(qū),稱為賴曼系;k=2的-系列譜線其波長(zhǎng)處在可見(jiàn)光區(qū),稱為巴耳末系.
在如圖所示的裝置中,K為一金屬板,A為金屬電極,都密封在真空的玻璃管中,S為由石英片封蓋的窗口,單色光可通過(guò)石英片射到金屬板K上,E為輸出電壓可調(diào)的直流電源,開(kāi)始時(shí)其負(fù)極與電極A相連.實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),當(dāng)用某種頻率的單色光照射K時(shí),K會(huì)發(fā)出電子(光電效應(yīng)),這時(shí),即使A、K之間的電壓等于零,回路中也有電流.當(dāng)A的電勢(shì)低于K時(shí),而且當(dāng)A比K的電勢(shì)低到某一值Uc時(shí),電流消失,Uc稱為遏止電壓.
用氫原子發(fā)出的光照射某種金屬進(jìn)行光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn):當(dāng)用賴曼系波長(zhǎng)最長(zhǎng)的光照射時(shí),遏止電壓的大小為U1,當(dāng)用巴耳末系波長(zhǎng)最短的光照射時(shí),遏止電壓的大小為U2,已知電子電荷量的大小為e,真空中的光速為c,普朗克常數(shù)為h,試求
(1)賴曼系波長(zhǎng)最長(zhǎng)的光所對(duì)應(yīng)的光子的能量.
(2)巴耳末系波長(zhǎng)最短的光所對(duì)應(yīng)的光子的能量.
(3)該種金屬的逸出功W(用電子電荷量e與測(cè)量值U1、U2表示).
分析:(1)根據(jù)巴耳末-里德伯公式可知賴曼系波長(zhǎng)最長(zhǎng)的光是氫原子由n=2→k=1躍遷時(shí)發(fā)出的,由該公式求出波長(zhǎng)λ,光子能量E=hγ=h
c
λ

(2)巴耳末系波長(zhǎng)最短的光是氫原子由n=∞→k=2躍遷時(shí)發(fā)出的,由該公式求出波長(zhǎng)λ,并求出對(duì)應(yīng)光子的能量.
(3)根據(jù)兩次光電效應(yīng)中遏止電壓,根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程列式,組成方程組求解金屬的逸出功W.
解答:解:(1)根據(jù)巴耳末-里德伯公式可知賴曼系波長(zhǎng)最長(zhǎng)的光是氫原子由n=2→k=1躍遷時(shí)發(fā)出的,由該公式得:波長(zhǎng)λ12=
3
4
R
,
對(duì)應(yīng)的光子能量為 E12=hc
1
λ12

聯(lián)立解得,E12=
3Rhc
4
,式中h是普朗克常量.
(2)巴耳末系波長(zhǎng)最短的光是氫原子由n=∞→k=2躍遷時(shí)發(fā)出的,則
 波長(zhǎng)λ2∞=
1
4
R,
對(duì)應(yīng)的光子能量為 E2∞=
Rhc
4

(3)由愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程得:
 
3Rhc
4
=eU1+W
  
Rhc
4
=eU2+W
聯(lián)立上兩式得 W=
e
2
(U1-3U2)

答:
(1)賴曼系波長(zhǎng)最長(zhǎng)的光所對(duì)應(yīng)的光子的能量是
3Rhc
4

(2)巴耳末系波長(zhǎng)最短的光所對(duì)應(yīng)的光子的能量是
Rhc
4

(3)該種金屬的逸出功W是
e
2
(U1-3U2)
點(diǎn)評(píng):本題玻爾理論與光電效應(yīng)的綜合應(yīng)用,關(guān)鍵要掌握光電效應(yīng)的規(guī)律和玻爾理論,讀懂題意,從大量材料中獲取有效信息.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

(2007?蘇州二模)如圖所示,“U”形金屬框架固定在水平面上,金屬桿ab與框架間無(wú)摩擦.整個(gè)裝置處于豎直方向的磁場(chǎng)中.若因磁場(chǎng)的變化,使桿ab向右運(yùn)動(dòng),則磁感應(yīng)強(qiáng)度( 。

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(2007?蘇州二模)兩束單色光a和b同時(shí)由空氣射到某介質(zhì)的界面MN上,由于折射而合成一復(fù)色光c,如圖所示.下列說(shuō)法中正確的是( 。

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(2007?蘇州二模)在學(xué)到自由落體這一部分內(nèi)容后,有同學(xué)計(jì)算,若有雨滴從距地面2.5km高空自由落下,到達(dá)地面時(shí)速度將達(dá)到700m/s.這雨滴無(wú)異于一發(fā)高速運(yùn)動(dòng)的子彈.事實(shí)上誰(shuí)也未見(jiàn)過(guò)如此高速的雨滴,這引發(fā)了一些同學(xué)的思考:雨滴在下落時(shí)肯定受到了空氣阻力的作用.哪它究竟是如何運(yùn)動(dòng)的呢?有一組同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn),用膠木球在水中的自由下落來(lái)模擬雨滴在空氣中的下落過(guò)程.實(shí)驗(yàn)中,膠木球從某一高度豎直落下,用閃光照相方法拍攝了小球在不同時(shí)刻的位置,如圖所示.
①請(qǐng)你根據(jù)此閃光照片定性描述出小球的運(yùn)動(dòng)情形:
小球先做加速度逐漸減小的變加速運(yùn)動(dòng),后做勻速運(yùn)動(dòng)
小球先做加速度逐漸減小的變加速運(yùn)動(dòng),后做勻速運(yùn)動(dòng)
;
②對(duì)于小球下落時(shí)所受的阻力,我們可以作最簡(jiǎn)單的猜想:阻力(F)與小球速度(V)
成正比(或平方成正比)
成正比(或平方成正比)
,即F=k
V或V2
V或V2
(k為某一常數(shù)).閃光照相機(jī)的閃光頻率為f,圖中刻度尺的最小分度為s0,小球的質(zhì)量為m.若猜想成立,則由此閃光照片及上述已知條件可求得膠木球在水中下落時(shí)的阻力常數(shù)k=
mg
5s0f
mg
(5s0f)2
mg
5s0f
mg
(5s0f)2

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

(2007?蘇州二模)下列敘述中,符合物理學(xué)史實(shí)的有( 。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

(2007?蘇州二模)在陽(yáng)光下,豎直放置的肥皂膜上呈現(xiàn)彩色條紋,可以觀察到( 。

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