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1、第15點(diǎn)分析求解物質(zhì)波問題 的四點(diǎn)技巧
分析求解物質(zhì)波問題時(shí),必須注意以下四點(diǎn)技 巧:
(1) 根據(jù)已知條件,寫出宏觀物體或微觀粒子動(dòng)量 的表達(dá)式p=mv.
(2) 根據(jù)德布羅意波長公式求解.
(3) 若涉及光子的問題,必須區(qū)分光子和微觀粒子 的能量和動(dòng)量的不同表達(dá)式,如光子的能量£= hv,動(dòng)量p=h;微觀粒子的動(dòng)能:Ek=2mv2,
動(dòng)量p=mv.
(4) 物質(zhì)波的波長很短,運(yùn)動(dòng)速度為X107 m/s的 電子的波長為X10-11 m,一顆質(zhì)量為10 g的子
彈以200 m/s的速度運(yùn)動(dòng)時(shí)的波長為X10-34 m, 因此這些物質(zhì)波的波動(dòng)性不明顯,很難觀察到其 衍射現(xiàn)象,只有利用
2、金屬晶格中的狹縫才能觀察 到電子的衍射圖樣.
[對點(diǎn)例題】影響顯微鏡分辨本領(lǐng)的一個(gè)因素是 波的衍射,衍射現(xiàn)象越明顯,分辨本領(lǐng)越低.利 用電子束工作的電子顯微鏡有較強(qiáng)的分辨本領(lǐng), 它是用高壓對電子束加速,最后打在感光膠片上 來觀察圖像?以下說法正確的是(
A?加速電壓越高,電子的波長越長,分辨本領(lǐng)
越強(qiáng)
B. 加速電壓越高,電子的波長越短,衍射現(xiàn)象 越明顯
C. 如果加速電壓相同,則用質(zhì)子束工作的顯微 鏡比用電子束工作的顯微鏡分辨本領(lǐng)強(qiáng)
D. 如果加速電壓相同,則用質(zhì)子束工作的顯微
鏡比用電子束工作的顯微鏡分辨本領(lǐng)弱
解題指導(dǎo) 設(shè)加速電壓為U,電子電荷量為5
質(zhì)量為m,則有Ek
3、 = 1mv2 = eU = 2m,又P^h,
故吩爲(wèi),可得1\題對電子來說,
加速電壓越高,2越小,衍射現(xiàn)象越不明顯,故
A、B都錯(cuò)?電子與質(zhì)子比較,因質(zhì)子質(zhì)量比電
子質(zhì)量大得多可知質(zhì)子加速后的波長要小得多, 衍射現(xiàn)象不明顯,分辨本領(lǐng)強(qiáng),故C對,D錯(cuò). 答案C
方法點(diǎn)評 利用動(dòng)能九=》02 =qU,動(dòng)量p = mv及德布羅意波長2 =h三個(gè)表達(dá)式把波長與 電壓U、粒子質(zhì)量m的關(guān)系找出來?
1?(多選)以下說法中正確的是()
A ?光波和物質(zhì)波都是概率波
B.實(shí)物粒子不具有波動(dòng)性
C ?光的波動(dòng)性是光子之間相互作用引起的
D.
光通過狹縫后在屏上形成明暗相間的條紋,
4、
光子在空間出現(xiàn)的概率可以通過波動(dòng)規(guī)律確定 答案AD
解析光波和物質(zhì)波都是概率波,可通過波動(dòng)規(guī) 律來確定,故A、D正確,B錯(cuò)誤;光的波動(dòng)性 是光的屬性,不是光子間相互作用引起的,C錯(cuò) 誤.
2.下列實(shí)驗(yàn)中,深入地揭示了光的粒子性一面 的有()
答案A
解析X射線被石墨散射后部分波長變大,這是 康普頓效應(yīng),說明光具有粒子性,故A正確;陰
a粒子散射實(shí)驗(yàn),說明原子具有核式結(jié)構(gòu),故C 錯(cuò)誤;氫原子發(fā)射的光經(jīng)三棱鏡分光后,呈現(xiàn)線 狀光譜,與光的粒子性無關(guān),故D錯(cuò)誤.
3.有人設(shè)想在探測遙遠(yuǎn)的宇宙時(shí),給探測器安 上面積極大、反射率極高(可認(rèn)為100%)的薄膜,
并讓它正對太陽,用光
5、壓為動(dòng)力推動(dòng)探測器加
速.已知探測器在某軌道上運(yùn)行時(shí),每秒每平方
米面積獲得的太陽能為E=X104 J,薄膜面積為
S=X102 m2,若探測器總質(zhì)量為M=60 kg,光
速c=X 108 m/s,那么探測器得到的加速度大小
最接近(根據(jù)量子理論,光子不但有能量,而且有 動(dòng)量,光子動(dòng)量的計(jì)算式為p=h,其中h是普朗 克常量,2是光子的波長)(
A. X10-3 m/S B. x10_2 m/s?
C. m/s2 D. 1?0 m/s2
答案A
解析設(shè)探測器薄膜每秒每平方米面積上有n個(gè) 光子被反射,則有nh;=E,設(shè)面積為S的薄膜 受到光子的壓力為F,由動(dòng)■定理可知Ft = 2Np 沁,其中總光子數(shù)nw?q s,加速度 為 a=M 由以上各式可得 “鴛=X1°-3 ms2, 選項(xiàng)A正確.