15. 有一种新型光电效应量子材料,其逸出功为 $W _ { 0 } { \mathrm { { c } } }$ 。当紫外光照射该材料时,只产生动能和动量单一的相干光电子束。用该电子束照射间距为 d的双缝,在与缝相距为L 的观测屏上形成干涉条纹,测得条纹间距为∆x。已知电子质量为m,普朗克常量为 h,光速为c,则( )
见解析
2023_浙江卷
15. 有一种新型光电效应量子材料,其逸出功为 $W _ { 0 } { \mathrm { { c } } }$ 。当紫外光照射该材料时,只产生动能和动量单一的相干光电子束。用该电子束照射间距为 d的双缝,在与缝相距为L 的观测屏上形成干涉条纹,测得条纹间距为∆x。已知电子质量为m,普朗克常量为 h,光速为c,则( )
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【详解】根据条纹间距公式
可得
$$ \Delta x = \frac {L}{d} \lambda $$
A.根据
$$ \lambda = \frac {\Delta x d}{L} $$
$$ p _ {e} = \frac {h}{\lambda} $$
可得
$$ p _ {\mathrm{e}} = \frac {h L}{d \Delta x} $$
故 A 正确;
B.根据动能和动量的关系
$$ E _ {\mathrm{k}} = \frac {p ^ {2}}{2 m} $$
结合A 选项可得
$$ E _ {k} = \frac {h ^ {2} L ^ {2}}{2 m d ^ {2} \Delta x ^ {2}} $$
故B错误;
C.光子的能量
$$ E = W _ {0} + E _ {\mathrm{k}} = W _ {0} + \frac {h ^ {2} L ^ {2}}{2 m d ^ {2} \Delta x ^ {2}} $$
故 C 错误;
D.光子的动量
$$ p = m _ {0} c $$
光子的能量
$$ E = m _ {0} c ^ {2} $$
联立可得
$$ p = \frac {E}{c} $$
$$ p = \frac {W _ {0}}{c} + \frac {h ^ {2} L ^ {2}}{2 c m d ^ {2} \Delta x ^ {2}} $$
故 D 正确。
故选 AD。
非选择题部分
三、非选择题(本题共 5小题,共 55分)