高中 | 光子的动量 题目答案及解析

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选修3-5

第十七章 波粒二象性

17.2 光的粒子性

光子的动量

氢原子能级示意如图,已知可见光的光子能量在$1.62\;\rm eV$$3.11\;\rm eV$之间。现有大量氢原子处于$n=5$ 能级上,氢原子从$n=5$ 能级跃迁到$n=2$ 能级可产生$a$光,从$n=4$能级跃迁到$n=2$能级可产生$b$光, $a$光和$b$光的波长分别为$\lambda_{a}$$\lambda_{b}$,照射到逸出功为$2.29\;\rm eV$的金属钠表面均可产生光电效应,遏止电压分别为$U_{a}$$U_{b}$,下列说法正确的是$(\qquad)$

  

["

$a$光和$b$光都是可见光,且 $\\lambda_{a}\\lt \\lambda_{b}$

","

$U_{a}\\gt U_{b}$

","

$a$光产生的光电子最大初动能 $E_k=0.57\\;\\rm eV$

","

氢原子从高能级向低能级跃迁时可能辐射出$\\gamma$射线

"]
[["ABC"]]

$\rm A$.氢原子从$n=5$ 能级跃迁到$n=2$ 能级可产生$a$光,能量$E_{a}=E_{5}-E_{2}=2.86\;\rm eV$

$n=4$能级跃迁到$n=2$能级可产生$b$光,能量$E_{b}=E_{4}-E_{2}=2.55\;\rm eV$

故均在可见光范围内,所以都是可见光,因为$a$光能量大,根据$E=h\nu=h\dfrac{c}{\lambda}$

可知$\lambda_{a}\lt \lambda_{b}$

$\rm A$正确;

$\rm B$.根据$eU_{c}=h\nu-W_{0}$

可知,光子能量越大,遏止电压越大,所以$U_{a}\gt U_{b}$

$\rm B$正确;

$\rm C$$a$光产生的光电子最大初动能$E_{km}=E_{a}-W_{0}=0.57\;\rm eV$

$\rm C$正确;

$\rm D$$\gamma$射线是原子核受激而产生的,故$\rm D$错误。

故选:$\rm ABC$

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