光电效应
（1）产生光电效应的条件：①ν≥ν(极)；②h ν≥W
（2）发生光电效应后，入射光的强度与产生的光电流成正比。
（3）光电效应方程W h E K -=υ,W=h ν(极)；
（4）光电管的应用
光电效应的基本规律：
1） 存在极限频率：任意金属都有一个极限频率，当入射光的频率大于极限频率时则会产生光电效应。
2）光电子的最大初动能：光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而增大。
3）光电效应几乎瞬时发生：一般不超过10－
9s 。 4）决定光电流强度的因素：当入射光频率大于极限频率时，光电流的强度与入射光的强度成正比。 光电效应方程
根据能量守恒定律，光电子的最大初动能跟入射光子的能量hv 和逸出功W 0的关系为:
爱因斯坦光电效应方程 0221W mv h m +=ν ；遏止电压U 0与光电子最大初动能的关系 2210m mv eU =
能级
一、核式结构模型与经典物理的矛盾
（1）根据经典物理的观点推断：①在轨道上运动的电子带有电荷，运动中要辐射电磁波。②电子损失能量，它的轨道半径会变小，最终落到原子核上。
③由于电子轨道的变化是连续的，辐射的电磁波的频率也会连续变化。
事实上：①原子是稳定的；②辐射的电磁波频率也只是某些确定值。
二、玻尔理论
①轨道量子化：电子绕核运动的轨道半径只能是某些分立的数值。对应的氢原子的轨道半径为：r(n )=n^2r(1) (n=1,2,3,…………)，r(1)=0.53×10^(-10)m 。
②能量状态量子化：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，这些状态的能量值叫能级，能量最低的状态叫基态，其它状态叫激发态。原子处于称为定态的能量状态时,虽然电子做加速运动,但并不向外辐射能量. 氢原子的各能量值为：() 3,2,12
1==n n E E n ③跃迁假说：原子从一种定态跃迁到另一种定态要辐射（或吸收）一定频率的光子，即：h ν=E(m )-E(n )
三、光子的发射和吸收
（1）原子处于基态时最稳定，处于较高能级时会自发地向低能级跃迁，经过一次或几次跃迁到达基态，跃迁时以光子的形式放出能量。
（2）原子在始末两个能级E(m )和E(n )（m>n ）间跃迁时发射光子的频率为ν，其大小可由下式决定：h ν=E(m )-E(n )。
（3）如果原子吸收一定频率的光子，原子得到能量后则从低能级向高能级跃迁。
（4）原子处于第n 能级时，可能观测到的不同波长种类N 为：
()2
1-=n n N 考点分析：
考点：波尔理论：定态假设；轨道假设；跃迁假设。
考点：h ν=E(m )-E(n )
考点：原子处于第n 能级时，可能观测到的不同波长种类N 为：()2
1-=n n N 考点：原子的能量包括电子的动能和电势能（电势能为电子和原子共有）即：原子的能量E(n )=E (Kn )+E(Pn ).轨道越低，电子的动能越大，但势能更小，原子的能量变小。 电子的动能：r
ke mv E K 222
2==，r 越小，E(K )越大。
1．在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连，用紫外线灯照射锌板时，验电器的指针就张开一个角度，如图所示，这时( )
A ．锌板带正电，指针带负电
B ．锌板带正电，指针带正电
C ．锌板带负电，指针带正电
D ．锌板带负电，指针带负电
2.用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应，可能使该金属产生光电效应的措施是( )
A．改用频率更小的紫光照射
B．改用强度更大的原紫外线照射
C．改用X射线照射
D．延长原紫外线的照射时间
3．爱因斯坦因提出了光量子概念并成功地解释光电效应的规律而获得1921年诺贝尔物理学奖．某种金属逸出光电子的最大初动能E km与入射光频率ν的关系如图所示，其中ν0为极限频率，从图中可以确定的是()
A．逸出功与ν有关
B．E km与入射光强度成正比
C．当ν＜ν0时，会逸出光电子
D．图中直线的斜率与普朗克常量有关
4．硅光电池是利用光电效应原理制成的器件．下列表述正确的是() A．逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率无关
B．硅光电池中吸收了光子能量的电子都能逸出
C．硅光电池是把光能转变为电能的一种装置
D．任意频率的光照射到硅光电池上都能产生光电效应
5．用波长为2.0×10－7 m的紫外线照射钨的表面，释放出来的光电子中最大的动能是4.7×10－19 J．由此可知，钨的极限频率是(普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，光速c＝3.0×108 m/s，结果取两位有效数字) ()
A．5.5×1014Hz B．7.9×1014Hz
C．9.8×1014Hz D．1.2×1015Hz
6．关于光电效应，下列说法正确的是()
A．极限频率越大的金属材料逸出功越大
B．只要光照射的时间足够长，任何金属都能产生光电效应
C．从金属表面出来的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越小
D．入射光的光强一定时，频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多
7．(双选)已知能使某金属产生光电效应的极限频率为ν0，则()
A．当用频率为2ν0的单色光照射该金属时，一定能产生光电子
B．当用频率为2ν0的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为hν0
C．当照射光的频率ν大于ν0时，若ν增大，则逸出功增大
D．当照射光的频率ν大于ν0时，若ν增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍
8．频率为ν的光照射某金属时，产生光电子的最大初动能为E km.改用频率为2ν的光照射同一金属，所产生光电子的最大初动能为(h为普朗克常量)()
A．E km－hνB．2E km
C. E km＋hν
D. E km＋2hν
9. (双选)光电效应实验中, 下列表述正确的是()
A. 光照时间越长光电流越大
B. 入射光足够强就可以有光电流
C. 遏止电压与入射光的频率有关
D. 入射光频率大于极限频率才能产生光电子
10．下列可以被电场加速的是( )
A．光子B．光电子C．X射线D．无线电波
11. (双选)如图所示, 在研究光电效应的实验中, 发现用一定频率的A单色光照射光电管时, 电流表指针会发生偏转, 而用另一频率的B单色光照射时不发生光电效应()
A. A光的频率大于B光的频率
B. B光的频率大于A光的频率
C. 用A光照射光电管时流过电流表G的电流方向是a流向b
D. 用A光照射光电管时流过电流表G的电流方向是b流向a
12．入射光照射到某金属表面上发生光电效应，若入射光的强度减弱而频率保持不变，则() A．从光照至金属表面上到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加
B．逸出的光电子的最大初动能将减小
C．单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少
D．有可能不发生光电效应
13. 如图所示，当电键K断开时，用光子能量为2.5 eV的一束光照射阴极P，发现电流表读数不为零。合上电键K，调节滑线变阻器，发现当电压表读数小于0.60 V时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于0.60V时，电流表读数为零。由此可知阴
极材料的逸出功为
A．1.9eV B．0.6eV
C．2.5eV D．3.1eV
14．(双选)用频率为ν1的单色光照射某种金属表面，发生了光电效应现象．现改为频率为ν2的另一单色光照射该金属表面，下面说法正确的是()
A．如果ν2＞ν1，能够发生光电效应
B．如果ν2＜ν1，不能够发生光电效应
C．如果ν2＞ν1，逸出光电子的最大初动能增大
D．如果ν2＞ν1，逸出光电子的最大初动能不受影响
15、(双选)一金属表面，爱绿光照射时发射出电子，受黄光照射时无电子发射．下列有色光照
射到这金属表面上时会引起光电子发射的是（）
A．橙光B．紫光C．红光D．蓝光
16．(双选)发生光电效应时，若保持入射光强度不变，而增大入射光的波长，则( ) A．光电流强度减小，光电子的最大初动能不变
B．光电流强度不变，光电子的最大初动能减小
C．光电流强度减小，光电子的最大初动能减小
D．光的波长增大到一定程度后，就不能发生光电效应
17．下列关于光电效应的陈述中，正确的是( ) A．金属的逸出功与入射光的频率成正比
B．光电流强度与入射光强度无关
C．用不可见光照射金属一定比用可见光照同种金属产生的光电子最大初动能大
D．对任何一种金属，都有一个“最大波长”，入射光的波长必须小于这个波长才能产生光电效应
18、关于光的本性，下列说法中不正确的是（）
A．光电效应反映光的粒子性
B．光子的能量由光的强度所决定
C．光子的能量与光的频率成正比
D．光在空间传播时，是不连续的，是一份一份的，每一份叫做一个光子
19、用绿光照射一光电管能产生光电效应，欲使光电子从阴极逸出时的最大初动能增大就应（）
A．改用红光照射B．增大绿光的强度
C．改用紫光照射D．增大光电管上的加速电压
20、(双选)用一束绿光照射某金属，恰能产生光电效应，现在把入射光的条件改变，再照射这
种金属．下列说法正确的是（）
A．把这束绿光遮住一半，则可能不产生光电效应
B．把这束绿光遮住一半，则逸出的光电子数将减少
C．若改用一束黄光照射，则逸出的光电子数将减少
D．若改用一束蓝光照射，则逸出光电子的最大初动能将增大
BCDCB A(AB)C(CD)B (AC)CA(AC)(BD) (BD)DBC(BD)
南昌大学物理实验报告 学生姓名：黄晨学号：5502211059 专业班级：应用物理学111班班级编号：S008实验时间：13时00 分第3周星期三座位号：07 教师编号：T003成绩： 光电效应 一、实验目的 1、研究光电管的伏安特性及光电特性；验证光电效应第一定律； 2、了解光电效应的规律，加深对光的量子性的理解； 3、验证爱因斯坦方程，并测定普朗克常量。 二、实验仪器 普朗克常量测定仪 三、实验原理 当一定频率的光照射到某些金属表面上时，有电子从金属表面逸出，这种现象称为光电效应，从金属表面逸出的电子叫光电子。实验示意图如下 图中A,K组成抽成真空的光电管，A为阳极，K为阴极。当一定频率v的光射到金属材料做成的阴极K上，就有光电子逸出金属。若在A、K两端加上电压后光电子将由K定向的运动到A，在回路中形成电流I。 当金属中的电子吸收一个频率为v的光子时，便会获得这个光子的全部能量，如果这些能量大于电子摆脱金属表面的溢出功W，电子就会从金属中溢出。按照能量守恒原理有
南昌大学物理实验报告 学生姓名：黄晨学号：5502211059 专业班级：应用物理111 班级编号：S008实验时间：13 时00分第03周星期三座位号：07 教师编号：T003成绩：此式称为爱因斯坦方程，式中h为普朗克常数，v为入射光频。v存在截止频率，是的 吸收的光子的能量恰好用于抵消电子逸出功而没有多余的动能，只有当入射光的频率大于截止频率时，才能产生光电流。不同金属有不同逸出功，就有不同的截止频率。 1、光电效应的基本实验规律 （1）伏安特性曲线 当光强一定时，光电流随着极间电压的增大而增大，并趋于一个饱和值。 （2）遏制电压及普朗克常数的测量 当极间电压为零时，光电流并不等于零，这是因为电子从阴极溢出时还具有初动能，只有加上适当的反电压时，光电流才等于零。
一、浅谈光的粒子性 序 人类的认识往往是在曲折中前进的，对光的认识也是如此。最初，人们对光的本质的认识有两种观点，一种认为光是一种波，而另一种观点认为光是一种粒子，即有光的粒子说和波动说两种说法并存。牛顿认为光是一种匀质硬性小球，这种观点能够较好地解释光的反射、折射及光的直线传播现象。但随着光的干涉、衍射现象的发现，使光的波动说又占了上风；而光电效应的发现，使光的粒子说又重新登上了历史的舞台。但麻烦随之而来，因为光的粒子说无法解释干涉、衍射现象，而光的波动说也无法解释光电效应。于是，有聪明人把波动性和粒子性这两种截然不同的特性揉在一起，创造出了所谓的光的波粒二象性，并且自以为对物质的认识又前进了一大步，这还不算，他们又进而推广认为一切物质都有波粒二象性，这恐怕也是没有办法的办法。就在人们为波粒二象性这种新提法而洋洋自得的时候，殊不知，却丧失了一次认识光子内部结构的极好机会。而此后，人们若要揭示光的本性，就要承受更大的压力，排除更多的干扰，做更多不必要的工作。本文将从光的干涉、衍射现象入手，全面揭示光的本性－－粒子性…… 1、光的本性――粒子性 光的本性是什么？这个问题似乎无需讨论。物理学家会告诉你，光具有波粒二象性，是一种物质波；实际上一切物体都具有波动性，只不过宏观物质的物质波较短，更多时候其表现出粒子性而已。这样
的回答不禁使人想起一个幽默： 有人问：“地球为什么是圆的？” 答曰：“因为它在转” 又问：“地球为什么在转？” 答曰：“因为它是圆的” 光是什么？━━光是一种物质波。 光为什么是物质波？━━因为它有波粒二象性。 光为什么有波粒二象性呢？━━因为它是一种物质波。 我们痛心地发现，这个简单的近乎无聊的逻辑被人滥用到了令人吃惊的程度，在当今物理学中，似乎不谈物质波、相对论就显得落伍、水平不高什么的。那么，物质波是什么东西呢？恐怕只有极少数的聪明人才知道！我从来就认为光是一种粒子。这种观点可以解释光的直线传播、反射等等现象，但是光子说的确“无法解释光的干涉、衍射现象”。长久以来，我一直在思考如何解释这个问题，而光的干涉现象、衍射现象无疑是建立光子说的最大障碍。所以要想建立光子说，必须首先突破干涉现象、衍射现象的瓶颈。如何认识光的干涉现象、衍射现象呢？我们认为需要从两个方面入手，一方面是光子内部结构问题，另一方面是引力场的问题，这两方面要统筹考虑。。牛顿的光子说仅仅把光子看作一种简单的匀质硬性小球，这实际上是对光子的内部复杂结构认识不足，我们认为，光子并不是“匀质硬性小球”，它有极其复杂的内部结构，而光的干涉现象和衍射现象实际上是我们通过引力场认识光子内部结构的极好机会。
右图中，锌板带正电，验电器也带正电。 光电效应中，金属板发射出来的电子叫光电子，光电子的定向移动可以形成光电流。 相关知识：电磁波按照频率依次增大（波长依次减小）的顺序排列： 无线电波→红外线→可见光→紫外线→x射线→γ射线 可见光又分为7中颜色：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。 光的频率和颜色是对应关系，一个频率对应一种光的颜色。单色光就是单一频率的光。 光照强度：单位时间内照射到单位面积上的光的能量。（光线和接收面垂直时） 通俗讲，光照强度大就是光线密集的意思。房间里开一盏灯时没有开两盏灯光照强度大。 光电效应的规律：（右图为研究光电效应的电路图） 1．光电管中存在饱和电流。当光照强度、光的颜色一定时，光电流随着AK极之间的电压增大而增大，但是当电压增大到一定程度以后，光电流就不再增大了，光电流能达到的最大值叫饱和电流。 控制光的颜色，饱和电流与光照强度有关，光照越强则饱和电流越大。 2．光电管两端存在着遏止电压。当A、K极之间电压为零时，光电流并不为零。当在A、K极加反向电压时，即A极为负极板，K极为正极板时，光电子在两极之间减速运动。反向电压越大，光电流越小，当反向电压达到某一值时，光电流消失，能够使光电流消失的反向电压叫遏止电压，用U C表示。 遏止电压与光照强度无关，只与入射光的频率有关，频率越大则遏止电压越大。 右图中，甲乙丙三种光的频率大小关系？ 甲、乙的光照强度大小关系？ 乙、 3．金属能否发生光电效应取决于入射光的频率，与光照强度和光照时间无关。 当入射光的频率低于某一值时，无论光照多强，时间多长都不会发生光电效应。而这一值叫做截止频率，又叫极限频率，用νc表示。 4．如果入射光的频率超过了截止频率，无论光照强度多么弱，发生光电效应仅需10-9s。 爱因斯坦为了解释光电效应，提出了光子说： 1．在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光子，光子的能量E=hν。ν指光的频率。 2．金属中的自由电子吸收光子能量时，必须是一次只能吸收一个光子，而且不能累计吸收。 3．光子不能再分，自由电子吸收光子时要么是全部吸收，要么不吸收。 4．自由电子吸收光子仅需10-9s。
? 光的折射、全反射和色散 1．光密介质不是指密度大的介质，折射率的大小与介质的密度无关． 2．由n ＝ v c 知，当光从真空射向其他透明介质时，频率不变，波速和波长都发生改变． 1．光的折射 (1)折射现象：光从一种介质斜射进入另一种介质时，传播方向发生 的现象． (2)折射定律： ①内容：折射光线与入射光线、法线处在 ，折射光线与入射光线分别位 于 的两侧，入射角的正弦与折射角的正弦成 ． ②表达式：2 1sin sin θθ＝n 12，式中n 12是比例常数． ③在光的折射现象中，光路是 ． (3)折射率： ①定义：光从真空射入某介质时， 的正弦与 的正弦的比值． ②定义式：n ＝2 1sin sin θθ (折射率由介质本身和光的频率决定)． ③计算式：n ＝ v c (c 为光在真空中的传播速度，v 是光在介 质中的传播速度，由此可知，n >1)． 2．全反射 (1)发生条件：①光从 介质射入 介质；②入射角 临界角． (2)现象：折射光完全消失，只剩下 光． (3)临界角：折射角等于90°时的入射角，用C 表示，sin C ＝ n 1 . (4)应用： ①全反射棱镜； ②光导纤维，如图所示． 3．光的色散 (1)光的色散现象：含有多种颜色的光被分解为 光的现象． (2)色散规律：由于n 红＜n 紫，所以以相同的入射角射到棱镜界面时，红光和紫光的折射角不同，即紫 光偏折得更明显．当它们射到另一个界面时， 光的偏折最大， 光的偏最小． (3)光的色散现象说明： ①白光为复色光； ②同一介质对不同色光的折射率不同，频率越大的色光折射率 ； ③不同色光在同一介质中的传播速度不同，波长越短，波速 ．
原电池 【学习目标】 1、了解常见化学能与电能转化方式及应用； 2、掌握原电池的组成及反应原理； 3、认识常见的几种化学电源和开发利用新型电池的意义。 【要点梳理】 要点一、原电池的工作原理 1、原电池的定义 燃煤发电的能量转换过程是，该过程虽然实现化学能与电能的转化，但是过程繁琐、复杂且能耗较大。在此过程中，燃烧(氧化还原反应)是使化学能转换为电能的关键。因此，需要设计一种装置使氧化还原反应释放的能量直接转变为电能，原电池就是这样的装置。 将化学能转变为电能的装置叫做原电池。 2、原电池的工作原理 实验1、如下图，把一锌片和一铜片插入稀H2SO4中。 现象：Zn片上有气泡出现。 反应：Zn＋H2SO4＝ZnSO4＋H2↑。Zn失电子生成Zn2+，H＋得电子生成H2。 实验2、把上图中的Zn、Cu用一导线连接起来，中间接一电流计G。 现象：Zn片逐渐溶解，Cu片上有气泡出现，电流计G指针发生偏转。 结论：Zn反应生成Zn2+而溶解，Cu片上有H2产生，有电流产生。 该实验中，产生了电流，就构成了原电池。 要点诠释：原电池工作原理相当于将氧化还原反应中电子通过用电器转移，产生电能，因此原电池的作用为将化学能转化成电能。 要点二、原电池的组成条件 组成原电池必须具备三个条件： (1)提供两个活泼性不同的电极，分别作负极和正极。 要点诠释： a、负极：活泼性强的金属，该金属失电子，发生氧化反应。 b、正极：活泼性弱的金属或非金属(常用碳棒、石墨)，该电极上得电子，发生还原反应。 c、得失电子的反应为电极反应，上述原电池中的电极反应为： 负极：Zn－2e－＝Zn2+正极：2H＋＋2e－＝H2↑，总反应：Zn＋H2SO4＝ZnSO4＋H2↑ (2)两个电极必须直接和电解质溶液接触，电解质溶液中阴离子向负极方向移动，阳离子向正极方向移动，阴阳离子定向移动成内电路。 要点诠释：电源内部电解质溶液中，阳离子移动的方向即是电流的方向，所以阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。 (3)必须有导线将两电极连接，形成闭合通路。
光电效应实验 一定频率的光照射在金属表面时, 会有电子从金属表面逸出,这种现象称为光电效应。1887年赫兹发现了光电效应现象，以后又经过许多人的研究，总结出一系列实验规律。1905年，爱因斯坦在普朗克能量子假设的基础上，提出了光量子理论，成功地解释了光电效应的全部规律。 实验原理 光电效应的实验原理如图1所示。用强度为P 的单色光照射到光电管阴极K 时，阴极释放出的光电子在电场的加速作用下向阳极板A 迁移，在回路中形成光电流。 图1 实验原理图 图2 光电管同一频率不同光强的 伏安特性曲线 用实验得到的光电效应的基本规律如下： 1、 光强P 一定时，改变光电管两端的电压AK U ，测量出光电流I 的大小，即可得 出光电管的伏安特性曲线。随AK U 的增大，I 迅速增加，然后趋于饱和，饱和 光电流m I 的大小与入射光的强度P 成正比。 2、 当光电管两端加反向电压时，光电流将逐步减小。当光电流减小到零时，所对 应的反向电压值，被称为截止电压U 0（图2）。这表明此时具有最大动能的光 电子刚好被反向电场所阻挡，于是有 0202 1eU mV =（式中m 、V 0、e 分别为电子的质量、速度和电荷量）。（1） 不同频率的光，其截止电压的值不同（图3）。 3、 改变入射光频率ν时，截止电压U 0随之改变，0U 与ν成线性关系（图4）。实 验表明，当入射光频率低于0ν(0ν随不同金属而异，称为截止频率)时，不论光 的强度如何，照射时间多长，都没有光电流产生。
图3光电管不同频率的伏安特性曲线 图4截止电压U 0与频率ν的关系 4、光电效应是瞬时效应。即使入射光的强度非常微弱，只要频率大于0ν，在开始照射后立即有光电子产生，延迟时间最多不超过910-秒。 经典电磁理论认为，电子从波阵面上获得能量，能量的大小应与光的强度有关。因此对于任何频率，只要有足够的光强度和足够的照射时间，就会发生光电效应，而上述实验事实与此直接矛盾。显然经典电磁理论无法解释在光电效应中所显示出的光的量子性质。 按照爱因斯坦的光量子理论，光能是集中在被称之为光子的微粒上，但这种微粒仍然保持着频率（或波长）的概念，频率为ν的光子具有能量ν=h E ，h 为普朗克常数。当光束照射金属时，是以光粒子的形式打在它的表面上。金属中的电子要么不吸收能量，要么就吸收一个光子的全部能量νh ，而无需积累能量的时间。只有当这能量大于电子摆脱金属表面约束所需的逸出功A 时，电子才会以一定的初动能逸出金属表面。按照能量守恒原理，爱因斯坦提出了著名的光电效应方程： A mV hv +=2021 （2） 式中，A 为金属的逸出功，202 1mV 为光电子获得的初始动能。 由该式可见，入射到金属表面的光频率越高，逸出的电子动能越大。光子的能量A h 0<ν时，电子不能脱离金属，因而没有光电流产生。产生光电效应的最低频率（截止频率）是h A 0=ν。 将（2）式代入（1）式中可得： A h eU 0-ν= （3） )(00v v e h U -= 此式表明截止电压0U 是频率ν的线性函数。只要用实验方法得出不同的频率的截止电压，由直线斜率和截距，就可分别算出普朗克常数h 和截止频率0ν。基于此，在爱因斯坦光量子理论提出约十年后，密立根用实验证实了爱因斯坦的光电效应方程，并精确地测定了普朗克常数。两位物理大师在光电效应等方面的杰出贡献，分别于1921
浅淡普朗克常数的重大意义 雷力峰 （雁北师范学院物理系大同 037000） 摘要该文从普朗克常数的提出，它导致量子论建立和发展的过程，它所诱发的物理学领域和许多其它各科领域的发展以及它所带给人们思想影响方面，探讨了它的划时代的重大意义． 关键词普朗克常数量子 分类号 N09 就普朗克常数h的意义，物理学家金斯曾说过这样一段话：“虽然h的数值很小，但是我们应当承认它是关系到保证宇宙的存在的．如果说h严格地等于零，那么宇宙间的物质能量将在十亿万之一秒的时间内全部变为辐射．”普朗克常数引入后，以普朗克常数为根本特征的量子论给我们提供了新的关于自然界的表述方法和思考方法，物理学理论发生了巨大变革，使人类认识由低速宏观领域扩展到高速微观领域．h的提出引出了一系列解释性假说，促进了量子论的建立与推广，为原子物理学、固体物理学、核物理学和粒子物理学奠定了理论基础，并且这些科研成果在化学等有关学科和许多近代技术中也得到了广泛的应用．可以说，h的出现具有划时代的重大意义．本文就此作一简要论述． １普朗克其人 普朗克（Max Planck 1858-1947），近代伟大的德国物理学家、量子论的奠基人．1854年4月23日生于德国基尔．1874-1877年在慕尼黑大学学习物理和数学．1877-1878年间，到柏林大学，在赫尔姆霍兹和基尔霍夫指导下学习．1879年，以《论热力学的第二定律》的论文获得慕尼黑大学博士学位．1880年，普朗克任慕尼黑大学物理讲师．1885年，任基尔霍夫大学理论物理学特约教授，．1889年，受聘于柏林大学继任基尔霍夫的职位，并兼任新设立的物理研究所所长，在那里一直工作到1926年退休为止．1900年，他在黑体辐射研究中引入能量量子，由于这一发现对物理学的发展作出的贡献，他获得者1918年诺贝尔物理学奖．1947年10月4日在格丁根逝世． ２普朗克常数的提出 普朗克长期从事热力学的研究工作，从1894年起，他的注意力转移到黑体辐射问题上．辐射问题是在1859年到1860年间提出的．当时，基尔霍夫第一个强调指出：“黑体发射率是一个由波长和温度决定的函数—至少与迄今已发现的一样，是一个简单的函数．”1896年，帕邢与维恩合作，以辐射空腔模拟黑体，作了特殊假设之后，得到维恩辐射定律：
?光的折射、全反射和色散
1．光的折射 (1)折射现象：光从一种介质斜射进入另一种介质时，传播方向发生 的现象． (2)折射定律： ①内容：折射光线与入射光线、法线处在 ，折射光线与入射光线分别位 于 的两侧，入射角的正弦与折射角的正弦成 ． ②表达式：2 1sin sin θθ＝n 12，式中n 12是比例常数． ③在光的折射现象中，光路是 ． (3)折射率： ①定义：光从真空射入某介质时， 的正弦与 的正弦的比值． ②定义式：n ＝2 1sin sin θθ (折射率由介质本身和光的频率决定)． ③计算式：n ＝v c (c 为光在真空中的传播速度，v 是光在介 质中的传播速度，由此可知，n >1)． 2．全反射 (1)发生条件：①光从 介质射入 介质；②入射角 临界角． (2)现象：折射光完全消失，只剩下 光． (3)临界角：折射角等于90°时的入射角，用C 表示，sin C ＝n 1 . (4)应用： ①全反射棱镜； ②光导纤维，如图所示． 3．光的色散 (1)光的色散现象：含有多种颜色的光被分解为 光的现象． (2)色散规律：由于n 红＜n 紫，所以以相同的入射角射到棱镜界面时，红光和紫光的折射角不同，即紫 光偏折得更明显．当它们射到另一个界面时， 光的偏折最大， 光的偏最小． (3)光的色散现象说明：
?光的波动性
1．光的干涉 (1)产生干涉的条件：两列光的 相同， 恒定． (2)杨氏双缝干涉①原理如图所示．②产生明、暗条纹的条件 a ．单色光：若路程差r 2－r 1＝kλ(k ＝0,1,2…)，光屏上出现 ； 若路程差r 2－r 1＝ (2k ＋1) 2 λ (k ＝0,1,2…)，光屏上出现 ． b ．白光：光屏上出现彩色条纹．③相邻明(暗)条纹间距：Δx ＝ λd l . (3)薄膜干涉 ①概念：由薄膜的前后表面反射的两列光相互叠加而成．劈形薄膜干涉可产生平行 条 纹． ②应用：检查工件表面的平整度，还可以做增透膜． 2．光的衍射 (1)光的衍射现象：光在遇到障碍物时，偏离直线传播方向而照射到 区域的现象． (2)发生明显衍射现象的条件：当孔或障碍物的尺寸比光波波长小，或者跟波长差不多时，光才能发 生明显的衍射现象． (3)各种衍射图样 ①单缝衍射：中央为 ，两侧有明暗相间的条纹，但间距和 不同．用白 光做衍射实验时，中央条纹仍为 ，最靠近中央的是紫光，最远离中央的是红光． ②圆孔衍射：明暗相间的不等距 ． ③泊松亮斑(圆盘衍射)：光照射到一个半径很小的圆盘后，在圆盘的阴影中心出现的亮斑，这是光 能发生衍射的有力证据之一． (4)衍射与干涉的比较
4-1原电池典例汇编 1.下列有关原电池的叙述中，错误的是（） A 构成原电池的正极和负极必须是两种不同的金属 B 原电池是将化学能转化为电能的装置 C 在原电池中，电子流出的一极是负极，发生氧化反应 D 原电池放电时，电流的方向是从负极到正极 2.下列反应中，在原理上可以设计成原电池的是（） A Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应 B 铝片与盐酸的反应 C 甲烷与氧气的反应 D 石灰石的分解反应 3.有关原电池的工作原理中的下列说法中不正确的是（） A 电池负极发生氧化反应 B 电池正极发生还原反应 C 电子流向是从负极流向正极（外电路）D电流方向是从负极流向正极（外电路） 4.原电池产生电流的本质原因是（） A 原电池中溶液能电离出自由移动的离子 B 有导线将两个活动性不同的电极连接 C 正极发生了氧化反应，负极发生了还原反应 D 电极上进行的氧化还原反应中有电子的转移 5.关于Cu、Zn、稀H2SO4组成的原电池，说法正确的是（） A 铜片质量减少 B 电流从锌片经导线流向铜片 C H+在铜片表面被还原 D SO42-向正极移动 6.下列叙述是小明做完铜、锌原电池的实验后得出的结论和认识，你认为正确的是（） A 构成原电池正极和负极的材料必须是两种金属 B 由铜、锌做电极与硝酸铜溶液组成的原电池中铜是负极 C 电子通过硫酸溶液由锌流向铜被氢离子得到而放出氢气 D 铜锌原电池工作时，若有13g锌被溶解，电路中就有0.4mol电子通过 7.有a、b、c3种金属，将a、b放在稀硫酸中，用导线连接，电流方向由a到b。把a放在c 的硫酸盐溶液中，a表面有c析出。这3种金属的活动性顺序是（） A b>a>c B a>b>c C c>b>a D c>a>b 8.如图所示，a的金属活泼性在氢之前，b为碳棒，电解质溶液为稀硫 酸。关于下列装置的说法中，不正确的是（） A a电极上发生氧化反应，b电极上发生还原反应 B 碳棒上有气体逸出 C 导线上有电流，电流方向从a到b D 反应后a极质量减小 9.随着人们生活质量的不断提高，废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程，其首要原因是（） A 利用电池外壳的金属材料 B 防止电池中汞、镉和铅等重金属离子污染土壤和水源 C 不使电池中渗出的电解液腐蚀其他物品 D 回收其中的 石墨电极 10.依据氧化还原反应：2Ag＋(aq)＋Cu(s) = Cu2＋(aq)＋2Ag(s)设计的原电池 如图所示。请回答下列问题： (1)电极X的材料是________；电解质溶液Y是___________；
第1章仪器介绍 LB-PH3A光电效应（普朗克常数）实验仪由汞灯及电源、光阑与滤色片、光电管、测试仪（含光电管电源和微电流放大器）构成，实验仪结构如图1所示，测试仪的调节面板如图2所示。 汞灯刻度尺光阑与滤色片光电管 图1 实验仪结构图 图2 测试仪前面板图 LB-PH3A光电效应（普朗克常数）实验仪有以下特点： 1．在微电流测量中采用高精度集成电路构成电流放大器。对测量回路而言，放大器近似于理想电流表，对测量回路无影响。精心设计、精心选择元器件、精心制作，使电流放大器达到高灵敏度、高稳定性，使测量准确度大大提高。 2．采用了新型结构的光电管。由于其特殊结构使光不能直接照射到阳极，由阴极反射到阳极的光也很少，加上采用新型的阴、阳极材料及制造工艺，使得阳极反向电流大大降低，暗电流水平也很低。 3．设计制作了一组高性能的滤色片。保证了在测量一组谱线时无其余谱线的干扰，避免了谱线相互干扰带来的测量误差。 4．由于仪器的稳定性好且无谱线间的相互干扰，测出的I - U特性曲线平滑、重复性好。
5．通过改变实验仪的电压档位的方式，利用光电效应测量普朗克常数、光电管伏—安特性以及验证饱和光电流与入射光强成正比等实验。 6．本仪器可用三种不同方法测量普朗克常数（拐点法、零电流法、补偿法），因此有较好的可比性。 7．采用上述测量方法，不但使得U0测量快速、重复性好，而且据此计算出的h误差不大于3 %。 其技术参数如下： 1．微电流放大器： 电流测量范围：10-7 ~ 10-13 A，分6档，三位半数字显示 零漂：开机20分钟后，30分钟内不大于满读数的± 0. 2 %（10-13 A档） 2．光电管工作电源： 电压调节范围：-2 ~ +2 V，-2 ~ +20 V，分两档，三位半数字显示 不稳定度≤0. 1 % 3．光电管： 光谱响应范围：340 ~ 700 nm 最小阴极灵敏度≥1 μA（-2 V≤U AK≤0 V） 阳极：镍圈 暗电流I ≤5 × 10-12 A（-2 V≤U AK≤0 V） 4．滤光片组： 5组，中心波长为：365. 0 nm，404. 7 nm，435. 8 nm，546. 1 nm，578. 0 nm 5．汞灯： 可用谱线：365. 0 nm，404. 7 nm，435. 8 nm，546. 1 nm，578. 0 nm 6．测量误差≤3 % 第2章实验目的与原理 光电效应是，一定频率的光照射在金属表面时，会有电子从金属表面逸出的现象。在光电效应中，光显示出它的粒子性，这种现象对于认识光的本质，具有极其重要的意义。 1887年赫兹发现了光电效应现象，以后又经过许多人的研究，总结出一系列实验规律。由于这些规律用经典的电磁理论无法圆满地进行解释，爱因斯坦于1905年应用并发展了普朗克的量子理论，首次提出了“光量子”的概念，并成功地解释了光电效应的全部规律。十年后，密立根用实验证实了爱因斯坦的光量子理论，精确地测定了普朗克常数。两位物理大师因在光电效应等方面的杰出贡献，分别于1921年和1923年获得诺贝尔物理学奖。光电效应实验和光量子理论在物理学的发展史中具有重大而深远的意义。利用光电效应制成了许多光电器件，在科学和技术上得到了极其广泛的应用。
浅析武汉光电子信息产业发展的机遇与挑战 ［摘要］在经济全球化、信息化时代背景下,光电子信息产业作为一个新兴的高技术产业,对我国的经济发展和国际竞争力提高起着重要的作用。武汉光电子信息产业在迅速发展的同时,也面临着机遇与挑战。发展武汉光电子信息产业必须要充分运用自身的优势资源,抓住来之不易的机遇,不断迎接新的挑战。 ［关键词］武汉；光电子信息产业；机遇与挑战 1武汉光电子信息产业发展历程 自我国首先在武汉东湖高新技术开发区创建武汉·光谷以来,光电子信息产业就作为武汉的四大产业之一开始迅速发展。近几年来,东湖高新技术开发区正对武汉国家光电子信息产业基地的基础设施建设进行全力推进,形成了一批以光纤通信、移动通信为主导,激光、光电显示、消费电子、集成电路等竞相发展的产业格局,而光电子信息产业也逐渐发展为武汉市四大主导产业之一。武汉光电子信息技术及产业水平在国内渐渐占据了领先地位,在全球市场上,武汉·光谷也成为了我国在光电子信息领域中与世界强国相竞争的知名品牌。发展到2010年,武汉的光电子信息产业已成为继武汉汽车产业后,第二个资产规模过千亿的产业。到2011年,武汉光电子信息产业总收入高达1440亿元,在世界产业集群中占到了一个举足轻重的地位。 东湖高新技术开发区在2009年光电子信息企业有800多家,总收入达到8356亿元,净利润高达525亿元,出口创汇约120亿元,从事光电子信息产业的人员近10万人。最近几年,武汉·光谷几乎承担了中国所有的光通信系统的建设和90%以上的国家863光纤通信项目。随着东湖高新技术开发区涌现出一大批拥有自主知识产权的光纤光缆顶尖技术和光电子元件制造技术,光纤通信技术与电视、电话、移动通信和互联网等一同进入了中国家庭。有关数据显示,到目前为止,武汉·光谷共生产光纤1518万芯公里,销售2077万芯公里,产销率高达1368%；共生产光缆722万芯公里,销售1242万芯公里,产销率高达172%。其中,长飞光纤产量仍稳居全球首位,光纤预制棒产量居世界前三位。特别是烽火通信光纤预制棒生产线投产,从此打破了国外对光纤预制棒技术的垄断,使武汉·光谷光纤产业的整条产业链被打通。 在这近十多年来的发展过程中,武汉·光谷的光电子信息产业在全球产业分工中逐渐占有一席之地。其光谷光纤光缆生产规模成为全球第一；光电器件在国内市场的占有率达到60%,国际市场的占有率达到12%；激光产品在国内的市场占有率也一直保持在50%左右。 2武汉光电子信息产业发展的机遇 (1)光纤入户活动的开展。随着时代的发展,信息的传播速度成为一个国家是
光电效应规律和光电效应方程 一、选择题 1．下列关于光电效应实验结论的说法正确的是() A．对于某种金属，无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应 B．对于某种金属，无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应 C．对于某种金属，超过极限频率的入射光强度越大，所产生的光电子的最大初动能就越大 D．对于某种金属，发生光电效应所产生的光电子，最大初动能与入射光的频率成正比 【解析】选A. 发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率，与入射光的强度、光照时间无关，所以光的频率小于极限频率就不能产生光电效应，故A正确，B错误．根据光电效应方程E k＝hν－W0，可知入射光的频率大于极限频率时，频率越高，光电子的最大初动能越大，与入射光强度无关，故C错误．根据光电效应方程E k＝hν－W0，可知光电子的最大初动能与入射光的频率是一次函数关系，故D错误． 2．在光电效应实验中，用频率为ν的光照射光电管阴极，发生了光电效应，下列说法正确的是() A．增大入射光的强度，光电流增大 B．减小入射光的强度，光电效应现象消失 C．改用频率小于ν的光照射，一定不发生光电效应 D．改用频率大于ν的光照射，光电子的最大初动能变大 【解析】选AD.增大入射光强度，单位时间内照射到单位面积的光电子数增加，则光电流将增大，故选项A正确；光电效应是否发生取决于照射光的频率，而与照射强度无关，故选项B错误；用频率为ν的光照射光电管阴极，发生光电效应，用频率较小的光照射时，若光的频率仍大于极限频率，则仍会发生光电效应，选项C错误；根据hν－W0＝ 2 1 mv2可知，增加照射光频率，光电子的最大初动能也增大，故选项D正确． 3．在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连，用弧光灯照射锌板时，验电器的指针就张开了一个角度，如图所示，这时() A．锌板带正电，指针带负电B．锌板带正电，指针带正电C．锌板带负电，指针带正电D．锌板带负电，指针带负电 【解析】选B.弧光灯照射锌板发生光电效应，锌板上有电子逸出，锌板带正电，验电器指针也带正电，故B正确 4．关于光电效应有如下几种叙述，其中叙述正确的是() A．金属的逸出功与入射光的频率成正比 s
一、填空题（40分，每小题4分） 1．光的相干条件为 频率相同 、 振动方向相同 和 相位差恒定 。 2．在杨氏干涉实验中，双孔距离为0.45mm ，孔与接受屏幕的距离为1.2m ，测得屏幕上10 个纹之间的距离为1.5cm ，则对应的光源的波长为 6250o A 3.分解波列的方法有：（1）_____ 分波前法 __（2）____ 分振幅法 _ 其常见实例有（每种类举例2个）：___分波前法：杨氏干涉和洛埃镜干涉____ ______分振幅法：薄膜干涉和迈克耳孙干涉______。 4.把直径为D 的细丝夹在两块平玻璃砖的一边形成尖劈形空气层（如 图），在钠黄光（λ=0.5893μm ）的垂直照射下形成如图上方所示的干 涉条纹，则D= 2.36μm 5.在迈克耳孙干涉仪中，反射镜移动了0.33mm ，测得条纹变动了192 次，则此光波的波长为 3.438m μ 6.在迈克耳孙干涉中，当1M 与'2M 靠得较近且平行时，其干涉条纹 的形状为 同心圆环 ，当1M 逐渐向'2M 靠近时，条纹 将变得越来越 疏 （填疏或密）；当1M 与'2M 靠得较近，并存在小夹角时，其干 涉条纹的形状为 等间隔的平行线 。 7.测的牛顿环从中间数第五环和第十五环的半径分别为mm 7.0和mm 7.1,则透镜的曲率半 径为 381mm （设光波波长为m μ63.0）。 8.光的衍射可分为 菲涅耳衍射 和 夫琅禾费衍射 两大类。 9.在多缝夫琅和费衍射中，单缝衍射因子的作用是：__影响强度在各主级强之间的分配_ 。 10.光栅性能的主要标志有_ 色散本领和色分辨本领 ___ ，它们 分别与光栅常数d 、缝数N 和衍射光谱的级数j 的关系为 色散本领与光栅常数d 成反比，与衍射光谱的级数j 成正比，与缝数N 无关 ; 色分辨本领与衍射光谱级数k 和缝数N 成正比；与光栅常数d 无关。 11.设三角棱镜的顶角为60°，折射率为 则最小偏向角为 30°, 此时入射角为 45 。 12.凹面反射镜的半径为40㎝，其焦距为 20cm ，物距为___30cm _____成放大两 倍的实像。 13.望远镜的分辨本领与望远镜的直径有关， 物镜 直径越大，分辨本领越 高 。 14.（3分）显微镜由焦距较__短___的物镜和焦距较__长____的目镜相隔一段距离组合而成。 15.若空气中一球形透明体能将平行光会聚于其背面的顶点上，则此透明体的折射率为 2 ；一眼镜的度数为200，则其光焦度为 2D 、焦距为 0.5 16.一列光波从空气（折射率为1.00）射入玻璃（折射率为1.50），其布儒斯特角大小约为 570 ；正入射时，其光强反射率为 4 ，光强透射率为 96 。 17.某透明介质对空气的临界角等于45°,那么光从空气射向介质时的布儒斯特角等于____54°44′_。 18.已知日地距离约为km 8 105.1?，要求分辨太阳表面相距20km 的两点，望远镜的口径至 少要 5.0 m 。 (太阳发出的光波的平均波长为550nm)。 19.一束光强为I 0的自然光，通过两个主截面夹角为300尼科尔棱镜，则出射光的强度为 3I 0/8 。
原电池与电解池测试题 构成原电池的一般条件 ①有氧化还原反应②两个活泼性不同的电极负极：较活泼的电极(氧化反应, 电子流出) 正极：较不活泼的金属、石墨等(还原反应, 电子流入) ③同时与电解质溶液接触④形成闭合回路 构成电解池的条件： （1）外加直流电源 （2）两个固体电极 阴极：发生还原反应的电极。 与电源“-”相连的电极， 得到电子的电极， ' 阳离子移到的电极 阳极：发生氧化反应的电极。 与电源“+”相连的电极， 失去电子的电极， 阴离子移到的电极。 （3）电解质溶液或熔融电解质 （4）构成闭合的电路 阴极：阳离子得电子顺序： ； Ag+>Hg2+> Fe3+>Cu2+> H+（酸）>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+> H+（水）Al3+>Mg2+>Na + >Ca2+> K+ 阳极：阴离子失电子顺序：活性电极﹥阴离子。即：Cu>Hg >Ag>S2>I>Br>Cl>OH>（NO3、SO42含氧酸根）>F- 一、选择题（每题4分，共64分） 1．钢铁发生吸氧腐蚀时,正极上发生的电极反应是 ++2e == H2↑++2e == Fe +O2+4e == 4OH-++e == Fe2+ 2．以下现象与电化腐蚀无关的是 A 黄铜（铜锌合金）制作的铜锣不易产生铜绿 B 生铁比软铁芯（几乎是纯铁）容易生锈 C 锈质器件附有铜质配件，在接触处易生铁锈 D 银质奖牌久置后表面变暗 , 3．A、B、C是三种金属,根据下列①、②两个实验,确定它们的还原性强弱顺序为 ①将A与B浸在稀硫酸中用导线相连,A上有气泡逸出,B逐渐溶解 ②电解物质的量浓度相同的A、C盐溶液时,阴极上先析出C(使用惰性电极) >B>C >C>A >A>B >A>C 4．下列关于实验现象的描述不正确 ．．．的是 A．把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡
黑体辐射和能量子的理解 一、基础知识 1、能量子 (1)普朗克认为，带电微粒辐射或者吸收能量时，只能辐射或吸收某个最小能量值的整数倍.即能量的辐射或者吸收只能是一份一份的.这个不可再分的最小能量值￡叫做能量子. ⑵能量子的大小：￡= h v ,其中v是电磁波的频率，h称为 普朗克常量.h = 6.63 x 10 -34 J ? S. 2、光子说： (1)定义：爱因斯坦提出的大胆假设。内容是：空间传播的光的能量是不连续的，是一份一份的，每一份叫做一个光子.光子的能量为￡= h V，其中h是普朗克常量，其值为6.63 x 10-34 J ? S. 二、练习 1、下列可以被电场加速的是( B ) A. 光子 B .光电子C. X射线 D.无线电波 2、关于光的本性，下列说法中不正确的是( B ) A. 光电效应反映光的粒子性
B. 光子的能量由光的强度所决定 C. 光子的能量与光的频率成正比 D. 光在空间传播时，是不连续的，是一份一份的，每一份 叫做一个光子 对光电效应实验的理解 一、基础知识(用光电管研究光电效应的规律) 1、常见电路(如图所示) 2、两条线索 (1) 通过频率分析：光子频率高-光子能量大-产生光电子的 最大初动能大. (2) 通过光的强度分析：入射光强度大-光子数目多-产生的
光电子多-光电流大. 3、遏止电压与截止频率
(1)遏止电压：使光电流减小到零的反向电压. ⑵截止频率：能使某种金属发生光电效应的最小频率叫做该种 金属的截止频率(又叫极限频率).不同的金属对应着不同的极限频率. ⑶逸出功：电子从金属中逸出所需做功的最小值，叫做该金属 的逸出功. 二、练习 1、如图所示，当开关S断开时，用光子能量为2.5的一束 光照射阴极 P,发现电流表读数不为零. 合上开关，调节滑动变 阻器，发现当电压表读数小于0.60 V时，电流表读数仍 不为零；当电压表读数大于或等于0.60 V时，电流表读数为零. (1)求此时光电子的最大初动能的大小； (2)求该阴极材料的逸出功. 答案(1)0.6 (2)1.9 解析设用光子能量为2.5的光照射时，光电子的最大初动 能为，阴极材料逸出功为W 当反向电压达到U0= 0.60 V以后，具有最大初动能的光电 子达不到阳极，因此0 = 由光电效应方程知=h V -W 由以上二式得=0.6 , W J= 1.9 .
1．如图所示，在“探究平面镜成像特点”的实验中，下列说法正确的是（） A．为了便于观察，该实验最好在较暗的环境中进行 B．B如果将蜡烛A向玻璃板靠近，像的大小会变大 C．移去后面的蜡烛B，并在原位置上放一光屏，发现光屏上能成正立的像 D．保持A、B两支蜡烛的位置不变，多次改变玻璃板的位置，发现B始终能与A的像重合 【答案】A 【解析】A、在比较明亮的环境中，很多物体都在射出光线，干扰人的视线，在较黑暗的环境中，蜡烛是最亮的，蜡烛射向平面镜的光线最多，反射光线最多，进入人眼的光线最多，感觉蜡烛的像最亮．所以最比较黑暗的环境中进行实验，故本选项正确．B、平面镜成像大小跟物体大小有关，与物体到平面镜的距离无关，蜡烛A向玻璃板靠近，像的大小不会变化． 故本选项错误． C、因为光屏只能接收实像，不能接收虚像，所以移去后面的蜡烛B，并在原位置上放一光屏，不能发现光屏上能成正立的像．故本选项错误． D、如果多次改变玻璃板的位置，玻璃板前后移动，则像距物距不相等，所以会发现B 始终不能与A的像完全重合，故本选项说法错误． 故选A 2．如图所示，人透过透镜所观察到的烛焰的像是（） A．实像，这个像能用光屏承接 B．实像，这个像不能用光屏承接 C．虚像，这个像能用光屏承接 D．虚像，这个像不能用光屏承接 【答案】D 【解析】解：图示的像是一个正立的放大的像，根据凸透镜成像的规律可知，此时是物距小于一倍焦距时的成像情况．当物距小于一倍焦距时，物体成的像是虚像，根据虚像的形成过程可知，它不是由实际光线会聚而成，而是由光线的反向延长线会聚而成的，所以不能成在光屏上． 综上分析，故选D 3．乙同学把刚买的矿泉水随手放在科学书上，发现“学”字变大（如图），产生这一现象的原因是（）
化学能与电能的转化—原电池专题 1、概念：把化学能直接转化为电能的装置叫做原电池。 2、原电池的工作原理：通过氧化还原反应（有电子的转移）把化学能转变为电能。 3、构成原电池的条件：（1）电极为导体且活泼性不同；（2）两个电极接触（导线连接或直接接触）；（3）两个相互连接的电极插入电解质溶液构成闭合回路。 【例题分析】 例1、在如图所示的8个装置中，属于原电池的是（） A．①④ B．③④⑤C．④⑧D．②④⑥⑦ 4、电极名称及发生的反应： 负极：较活泼的金属作负极，负极发生氧化反应， 电极反应式：较活泼金属－ne－＝金属阳离子 负极现象：负极溶解，负极质量减少。 正极：较不活泼的金属或石墨作正极，正极发生还原反应， 电极反应式：溶液中阳离子＋ne－＝单质 正极的现象：一般有气体放出或正极质量增加。 5、原电池正负极的判断方法： ①依据原电池两极的材料： 较活泼的金属作负极（K、Ca、Na太活泼，不能作电极）； 较不活泼金属或可导电非金属（石墨）、氧化物（MnO2）等作正极。 ②根据电流方向或电子流向：（外电路）的电流由正极流向负极；电子则由负极经外电路 流向原电池的正极。 ③根据内电路离子的迁移方向：阳离子流向原电池正极，阴离子流向原电池负极。 ④根据原电池中的反应类型： 负极：失电子，发生氧化反应，现象通常是电极本身消耗，质量减小。 正极：得电子，发生还原反应，现象是常伴随金属的析出或H2的放出。 6、原电池电极反应的书写方法： （i）原电池反应所依托的化学反应原理是氧化还原反应，负极反应是氧化反应，正极反应是还原反应。因此书写电极反应的方法归纳如下： ①写出总反应方程式。②把总反应根据电子得失情况，分成氧化反应、还原反应。 ③氧化反应在负极发生，还原反应在正极发生，反应物和生成物对号入座，注意酸碱 介质和水等参与反应。 （ii）原电池的总反应式一般把正极和负极反应式相加而得。
1. 一氦氖激光器，发射波长为6.3287 10-?m 的激光束，辐射量为5mW ，光束的发散角为 310-?，求此激光束的光通量及发光强度。又此激光器输出光束的截面（即放电毛细管 的截面）直径为1mm ，求其亮度。 解：波长的光的视见函数值为=)(λV ，W lm K m /683=则其激光束的光通量为： e m v V K Φ??=Φ)(λ=683??238.05310-?=lm 1弧度 = 1单位弧长/1单位半径, 1立体角=以该弧长为直径的圆面积/1单位半径的值的平方，则光束的发散角为3 10-?时的立体角为 24 απ = Ω= 23)100.1(4 -??π =610-? 发光强度为： cd I v v 610035.1?=Ω Φ= 亮度为： 2cos r I A I L v v v πθ=?= =212/10m cd ? 2．已知氦氖激光器输出的激光束束腰半径为0.5mm ，波长为，在离束腰100mm 处放置一个倒置的伽利略望远系统对激光束进行准直与扩束，伽利略望远系统的目镜焦距 mm f e 10-='，物镜焦距mm f o 100=' ，试求经伽利略望远系统变换后激光束束腰大小、位 置、激光束的发散角和准直倍率。 解：已知束腰半径010.5w mm =，632.8nm λ=，束腰到目镜的距离为1100z mm = ∴可以求得目镜前主平面上的截面半径 2 10.50.502w w mm === 波阵曲面的曲率半径： 22 0122116 1 3.140.5(1())100(+())=-15488.857mm 100632.810 w R z z πλ-?=+=-?-??1 Q '' 11111R R f -= ∴将115488.857mm R =-，'10f mm =-带入得'1R ： ''111111115488.85710 R R f =+=+--
原电池化学电源 题组一原电池工作原理的考查 1．下列装置中能构成原电池产生电流的是( ) 答案 B 解析A项，电极相同不能构成原电池；C项，酒精不是电解质溶液，不能构成原电池；D项，锌与电解质溶液不反应，无电流产生。 2．有关电化学知识的描述正确的是( ) A．CaO＋H2O===Ca(OH)2，可以放出大量的热，故可把该反应设计成原电池，把其中的化学能转化为电能B．某原电池反应为Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag，装置中的盐桥中可以是装有含琼胶的KCl饱和溶液C．原电池的两极一定是由活动性不同的两种金属组成 D．理论上说，任何能自发进行的氧化还原反应都可设计成原电池 答案 D 解析CaO＋H2O===Ca(OH)2不是氧化还原反应，KCl和AgNO3反应生成AgCl沉淀易阻止原电池反应的发生；作电极的不一定是金属，如石墨棒也可作电极。 题组二原电池正、负极的判断 3．下列有关原电池的说法中正确的是( ) A．在电路中，电子由正极流向负极 B．在原电池中，相对较活泼的金属作负极，不活泼的金属作正极 C．原电池工作时，正极表面一定有气泡产生 D．原电池工作时，可能会伴随着热能变化 答案 D 解析A项，电路中不存在电子的移动；B项，若是由铝、镁、氢氧化钠溶液构 成的原电池，则负极是铝；C项，若是由锌、铜、硫酸铜溶液构成的原电池，则正 极表面析出铜，没有气泡产生。 4．分析下图所示的四个原电池装置，其中结论正确的是( )
A．①②中Mg作负极，③④中Fe作负极 B．②中Mg作正极，电极反应式为6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑ C．③中Fe作负极，电极反应式为Fe－2e－===Fe2＋ D．④中Cu作正极，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑ 答案 B 解析②中Mg不与NaOH溶液反应，而Al能和NaOH溶液反应失去电子，故Al是负极；③中Fe在浓硝酸中易钝化，Cu和浓HNO3反应失去电子作负极，A错，C错。②中电池总反应为2Al ＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，负极电极反应式为2Al＋8OH－－6e－===2AlO－2＋4H2O，二者相减得到正极电极反应式为6H2O＋6e－===6OH－＋3H2↑，B正确。④中Cu是正极，电极反应式为O2＋2H2O＋4e－=== 4OH－，D错。 题组训练原电池原理的应用 1．电工经常说的一句口头禅：“铜接铝，瞎糊弄”，所以电工操作上规定不能把铜导线与铝导线连接在一起使用，说明原因：_______________________________________________。 答案铜、铝接触在潮湿的环境中形成原电池，加快了铝的腐蚀，易造成电路断路 2．请运用原电池原理设计实验，验证Cu2＋、Fe3＋氧化性的强弱。请写出电极反应式，负极_______________，正极____________________， 并在方框画出实验装置图，要求用烧杯和盐桥，并标出外电路电子流向。 答案Cu－2e－===Cu2＋2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋ 3．有A、B、C、D、E五块金属片，进行如下实验：①A、B用导线相连后，同时浸入稀H2SO4