【波粒二象性】是量子力学的基本概念,它揭示了微观粒子,如光子、电子等,同时具有波动性和粒子性的特征。波动性体现在粒子的干涉、衍射现象上,而粒子性则体现在粒子的粒子行为,如光电效应、康普顿散射等。
1. 关于波粒二象性的描述,A选项正确,因为不仅是光子,所有微观粒子如电子、质子等都有波粒二象性。B选项也正确,微观粒子的运动路径并不像宏观物体那样有确定的轨迹,它们表现出概率分布的特性。C选项正确,波动性和粒子性在宏观世界看似矛盾,但在微观领域统一。D选项错误,实物粒子同样具有波粒二象性。
2. 实验表明,单个光子通过双缝后,其落点是随机的,体现出粒子性,而长时间曝光形成的干涉条纹则反映了波动性。A选项错误,曝光时间短时,表现为粒子性;B选项正确,单个光子的落点无法精确预测;C选项正确,干涉条纹亮区是光子到达概率大的地方;D选项正确,大量光子的行为呈现波动性。
3. 紫外线不能使金属产生光电效应,可能是因为其频率低于金属的截止频率。要使金属发生光电效应,需提高频率,B选项符合要求。
4. 入射光的强度减弱,但频率不变,意味着光子数量减少,而非单个光子的能量变化,所以A、B错误,C正确,D错误,因为光电效应的发生仅取决于光子的能量,而非光的强度。
5. 从图像分析,金属的截止频率为横轴交点对应的频率,即4.27×10^14 Hz,斜率代表hv-W,故W=0.5 eV,A正确,B错误,C错误,D正确。
6. 由题目给出的速度比例,可以推断出b光束的频率是a的两倍,因此b的光电子动能是a的两倍,从而得出金属的逸出功。结合公式E_k=hν-W,可得金属逸出功W=hc/3λ,A正确。
7. 波长为λa的光能引发光电效应,λb是λa的两倍,λc是λa的三倍,因此b光束也能引发光电效应,但c光束能量不足以使电子逸出,D正确。
8. 光电流的有无取决于能否达到截止频率,λ1>λ0,不能确定是否发生光电效应;λ2<λ0,一定能发生光电效应,但电流大小受电压影响,B正确。
9. λ_甲>λ_乙>λ_丙,甲不能使b发生光电效应,丙可以,乙和丙同时照射a一定发生光电效应,D正确。
10. 从I-U曲线可以看出,a光的遏止电压较大,因此a光的光电子最大初动能大,A正确;a光的临界角小,B错误;a光的相邻条纹间距小,C错误;a光的偏折程度大,D错误。
11. 由题目条件,当电压小于0.60V时仍有电流,说明光电子动能至少为0.60eV,逸出功W=2.5eV-0.60eV=1.9eV。
12. 根据德布罗意波长公式,电子的波长λ=h/p,可以计算电子加速后对应的波长,与440nm紫光波长对比,可讨论电子的波动性和粒子性。
总结,波粒二象性是微观世界的基本特性,它解释了光的干涉、衍射和光电效应等一系列现象。在物理实验中,我们可以通过观察光子的行为,理解波粒二象性的表现,并利用这一理论解决实际问题。