高中物理易錯題辨析

〔關鍵詞〕 高中物理；例題；錯解；

正解；分析

〔中圖分類號〕 G633.7

〔文獻標識碼〕 C

〔文章編號〕 1004—0463（2013）

10—0086—01

例題1：用紅光照射光電管陰極發(fā)生光電效應時，光電子的最大初動能為Ek，光電流為I，若改用強度相同的紫光照射同一光電管，產(chǎn)生光電子的最大初動能和光電流分別為Ek′和I′，下列說法中正確的是：

（A）Ek′I

（B）Ek′> Ek，I′>I

（C）Ek′

（D）Ek′>Ek， I′

錯解：由愛因斯坦光電效應方程Ek=hυ-w知，對于同一種金屬逸出功相同，由于紅光光子的頻率小于紫光光子的頻率，紅光光子的能量小于紫光光子的能量，用紅光照射光電管的陰極時能發(fā)生光電效應，則用紫光照射光電管陰極時一定也能發(fā)生光電效應；且用紅光照射光電管陰極時光電子的最大初動能Ek小于用紫光照射光電管陰極時光電子的最大初動能為Ek′，即Ek′> Ek；又由于兩種情況下照射光的強度相同，紅光光子的能量小于紫光光子的能量，照射到光電管陰極的紅光光子數(shù)目比紫光光子數(shù)目多，用紅光照射時發(fā)生光電效應光子數(shù)目比用紫光照射光電管陰極時發(fā)生光電效應光子數(shù)目多，則用紅光照射時形成的光電流I大于用紫光照射時形成光電流I′，即I′

正解：由電磁理論知，不同頻率的光照射同一金屬時產(chǎn)生光電效應的幾率不同，在能夠產(chǎn)生光電效應的條件下，頻率越大的光照射同一金屬時產(chǎn)生光電效應的幾率越大，題中雖然照射光電管陰極的紅光光子數(shù)目比紫光光子的數(shù)目多，但用紅光照射同一金屬時產(chǎn)生光電效應的幾率小于用紫光照射金屬產(chǎn)生光電效應的幾率，因而無法確定光電流的大小，上題的正確答案應為：Ek′>Ek，光電流的大小無法確定.

例題2：已知氫原子處于基態(tài)，E1=13.6ev，以下光子射向處于基態(tài)的氫原子，問這些光子能否被氫原子吸收？說明理由.

（1）能量為10.2ev、12.5ev和14.00ev的光子；

（2）能量為10.2ev和14.00ev粒子.

錯解：氫原子吸收光子后，要從低能級向高能級躍遷，從基態(tài)向n=2的能級躍遷需吸收的能量為ΔE21=-3.40ev-（-13.6ev）=10.2 ev。因此，入射光子或粒子的能量大于等于10.2ev，因此，問題（1）（2）中的5個光子或粒子均能使原子發(fā)生躍遷.

正解：氫原子吸收光子后，從低能級向高能級躍遷時，被吸收的光子能量必須符合激發(fā)態(tài)與基態(tài)之間的能量之差，當光子的能量大于等于E1=13.6ev時，氫原子吸收光子后被電離，電離能為13.6ev，多余的能量為電子的動能.

原子與粒子作用不同于吸收光子，由于光是一份一份的，對于一個原子要么全部吸收，要么不吸收，不能只吸收光子的部分能量；原子與粒子作用時，粒子與原子核外的電子碰撞，核外電子與粒子在碰撞獲得能量符合兩能級之間的能量之差時原子發(fā)生躍遷；碰撞獲得能量大于等于電離能時被電離，多余的能量為電子的動能.

由此可見，（1）中的能量為10.2ev的光子能被原子吸收發(fā)生躍遷， 能量為12.5ev的光子不能被吸收，能量為14.00ev的光子能使原子電離，（2）中能量為10.2ev粒子可能使原子躍遷，能量為14.00ev粒子也可能使原子躍遷，也可能使原子電離.

例題3：入射光照射到某金屬表面上發(fā)生光電效應。若入射光的強度減弱，而頻率增大，則下列說法正確的是（ ）

（A）從光照至金屬表面上到發(fā)射電子的時間間隔將明顯變長

（B）逸出的光電子的最大初動能將減小

（C）單位時間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)目將減少

（D）仍然能發(fā)生光電效應

錯解：根據(jù)波動理論，光的能量只決定于光的強度，入射光的強度減弱時，單位時間內(nèi)照射至金屬表面的能量減少，電子獲得的能量減小，當入射光的強度減弱到一定程度時，就不能發(fā)生光電效應了，即使有光電子逸出，最大初動能必然減小，故（B）選項正確.

正解：根據(jù)愛因斯坦電磁理論，光照射至金屬表面時，電子一次吸收一個光子（電子一次吸收兩個以上光子的可能性極小，幾乎不存在），只要光子的能量h大于該金屬的逸出功w，光電效應就能在極短的時間內(nèi)發(fā)生（不到10-9s），按照光子說理論，光子的能量只決定于光的頻率，與光的強度無關；當入射光的強度減弱，頻率增大時，入射光的數(shù)目減少了，但光子的能量E=h增大了，因此，從光照至金屬表面上到發(fā)射電子的時間間隔不變，（A）選項錯；逸出的光電子的最大初動能Ek=h-w增大，（B） 選項正確；單位時間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)目將減少，（C）選項正確；仍然能發(fā)生光電效應，（D）選項正確。正確選項為（B） （C） （D）.

從以上例題的剖析，可以看出，不加理解地死記硬背，生搬硬套，必然導致錯誤.學好物理需重視物理概念、規(guī)律、定理的形成過程，清晰地理解概念和物理規(guī)律內(nèi)涵及外延，只有這樣才能減少和避免分析解決問題中出現(xiàn)的失誤.

編輯：張昀