專題十二第講光電效應原子結構

1、專題十二第講光電效應原子結構第1頁，共36頁，2022年，5月20日，1點49分，星期日第2頁，共36頁，2022年，5月20日，1點49分，星期日第3頁，共36頁，2022年，5月20日，1點49分，星期日第1講 光電效應 原子結構考點 1光電效應1光電效應：圖 1211在光的照射下物體發(fā)射電子的現象叫光電效應發(fā)射出來的電子叫_圖 1211 裝置中，用弧光燈照射鋅板，有電子從鋅板表面飛出，使原來不帶電的驗電器帶正電光電子第4頁，共36頁，2022年，5月20日，1點49分，星期日般不超過 秒2光電效應的規(guī)律(1)任何一種金屬都有一個極限頻率 ，入射光的頻率必須大于這個極限頻率 ，才能產生光電

2、效應(2)光電子的最大初動能與入射光的強度無關，只隨著入射光頻率的增大而增大(3)入射光照到金屬上時，光電子的發(fā)射幾乎是瞬時的，一(4)當入射光的頻率大于極限頻率時，光電流的強度與入射光的強度成正比第5頁，共36頁，2022年，5月20日，1點49分，星期日3光電效應的理解(1)光電效應是單個光子和單個電子之間的相互作用產生的金屬中的某個電子只能吸收一個光子的能量，只有當吸收的能量足夠克服原子核的引力而逸出時，才能產生光電效應，而光子的能量與光的頻率有關(2)在光電效應中，光電子的最大初動能隨入射光頻率的增大而增大，與入射光的強度無關4愛因斯坦的光子說：光是不連續(xù)的，是一份一份的，每一份叫做一

3、個光子，光子的能量 E 跟光的頻率 成正比：Ekh (h 是普朗克恒量)第6頁，共36頁，2022年，5月20日，1點49分，星期日5愛因斯坦光電效應方程(1)最大初動能和逸出功金屬表面的電子吸收光子后，克服金屬原子核的引力做功直接從金屬表面逸出的電子所具有的最大動能稱為最大初動能，克服金屬原子核的引力所做的功的最小值叫逸出功(2)光電效應方程：_，h W(Ek 是光電子的最大初動能；W 是_功，即從金屬表面直接飛出的光電子克服原子核引力所做的功)Ekh W逸出第7頁，共36頁，2022年，5月20日，1點49分，星期日1(單選)某種單色光照射某金屬時不能產生光電效應，則)C下述措施可能使金屬

4、產生光電效應的是(A延長光照時間B增大光的強度C換用波長較短的光照射D換用頻率較低的光照射第8頁，共36頁，2022年，5月20日，1點49分，星期日解析：產生光電效應與入射光的頻率和金屬板的材料有關，對于同種金屬，要發(fā)生光電效應，就只有增大入射光的頻率，也就是入射光的波長變短，C 正確E 等于(h 為普朗克常量，c、為真空中的光速和波長)( )AAh cBh cChD. h2(單選)(2010 年上海卷)根據愛因斯坦光子說，光子能量第9頁，共36頁，2022年，5月20日，1點49分，星期日放出來的光電子中最大的動能是 4.710極限頻率是(普朗克常量 h6.63103(單選)用波長為 2.

5、010 m 的紫外線照射鎢的表面，釋19J由此可知，鎢的34Js)，光速 c3.010)m/s，結果取兩位有效數字)(A5.510 HzC9.810 HzB7.910 HzD1.210 HzB7834141415第10頁，共36頁，2022年，5月20日，1點49分，星期日4(單選)(2011 年廣州一模)用能量為 5.0 eV 的光子照射某金屬的表面，金屬發(fā)射光電子的最大初動能為 1.5 eV，則該金屬的逸出功為()BA1.5 eVB3.5 eVC5.0 eVD6.5 eV解析：由光電效應方程知，Wh Ek5.0 eV1.5 eV3.5 eV，B 正確第11頁，共36頁，2022年，5月20

6、日，1點49分，星期日考點 2盧瑟福核式結構模型1湯姆生的“棗糕”模型(1)1897 年_發(fā)現電子，提出原子的“棗糕”模型，揭開了人類研究原子結構的序幕(2)“棗糕”模型：原子是一個球體，正電荷_分布在整個球內，電子像棗糕里的棗子那樣鑲嵌在原子里湯姆生均勻第12頁，共36頁，2022年，5月20日，1點49分，星期日2盧瑟福的核式結構模型(1)粒子散射實驗裝置：如圖 1212 所示圖 1212第13頁，共36頁，2022年，5月20日，1點49分，星期日(2)粒子散射實驗規(guī)律及盧瑟福對實驗現象的分析：絕大多數第14頁，共36頁，2022年，5月20日，1點49分，星期日徑約為 1010m；原子

7、的半徑約為 10m.(3)原子核式結構模型：在原子的中心有一個很小的核，叫_；原子的全部正電荷和幾乎全部的質量都集中在原子核里；帶負電的電子在核外空間里繞著核旋轉(4)原子核大?。簭牧Ｗ由⑸鋵嶒灥臄祿浪愠鲈雍说陌?15 14103質子和中子統(tǒng)稱_，原子核的電荷數等于其質子數，原子核的_數等于其質子數與中子數的和具有相同_數的原子屬于同一種元素；具有相同的質子數和不同的中子數的原子互稱_原子核核子質量質子同位素第15頁，共36頁，2022年，5月20日，1點49分，星期日5(單選)關于粒子散射實驗，下列說法中正確的是( )DA絕大多數粒子經過重金屬箔后，發(fā)生了角度很大的偏轉B粒子在接近原子核

8、的過程中，動能減少，電勢能減少C粒子在離開原子核的過程中，動能增大，電勢能增大D對粒子散射實驗的數據進行分析，可以估算出原子核的大小第16頁，共36頁，2022年，5月20日，1點49分，星期日解析：由于原子核很小，粒子十分接近它的機會很少，所以絕大多數粒子基本上仍按直線方向前進，只有極少數發(fā)生大角度的偏轉，故選項 A 錯誤；用極端法，設粒子在向重金屬核射去，如圖 45 所示，可知粒子接近核時，克服電場力做功，其動能減小，勢能增加；當粒子遠離原子核時，電場力做功，其動能增加，勢能減小，故選項 B、C 是錯誤的圖 45第17頁，共36頁，2022年，5月20日，1點49分，星期日6(單選)(20

9、10 年上海卷)盧瑟福提出了原子的核式結構模型，這一模型建立的基礎是( )AA粒子散射實驗B對陰極射線的研究C天然放射性現象的發(fā)現D質子的發(fā)現第18頁，共36頁，2022年，5月20日，1點49分，星期日A伽利略最早提出力不是維持物體運動的原因B法拉第最早發(fā)現電流周圍存在磁場C普朗克為了解釋光電效應現象，在量子理論的基礎上提出了光子說D湯姆生提出了原子的核式結構學說，后來盧瑟福用粒子散射實驗給予了證實7(單選)(2011 年廣東三校聯考)在物理學發(fā)展的過程中，許多物理學家的科學發(fā)現推動了人類歷史的進步，下列說法正確的是 ( )A第19頁，共36頁，2022年，5月20日，1點49分，星期日A原

10、子的中心有個核，叫做原子核B原子的正負電荷都均勻分布在整個原子中C原子的全部正電荷和幾乎全部質量都集中在原子核里D帶負電的電子在核外繞核旋轉解析：核式模型指出，原子的幾乎全部質量和全部正電荷都集中在原子核里，電子在核外繞核高速旋轉故選 B.8(單選)下列說法中不是盧瑟福原子核式結構理論的主要內容的有( )B第20頁，共36頁，2022年，5月20日，1點49分，星期日考點 3玻爾原子模型1玻爾原子模型為解決原子核結構的穩(wěn)定性和原子發(fā)光的連續(xù)性，玻爾提出了三條假設：(1)“定態(tài)假設”：原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中，在這些狀態(tài)中，電子雖做變速運動，但并不向外輻射電磁波，這樣的相對穩(wěn)定的狀態(tài)

11、稱為定態(tài)(2)“躍遷假設”：電子繞核運動處于定態(tài)時不輻射電磁波，但電子在兩個不同定態(tài)間發(fā)生躍遷時，卻要輻射(或吸收)光子，其頻率由兩個定態(tài)的能量差值決定 h E2E1.第21頁，共36頁，2022年，5月20日，1點49分，星期日(3)“軌道量子化假設”： 原子的不同能量狀態(tài)跟電子沿不同半徑繞核運動相對應軌道半徑也是不連續(xù)的 2氫原子能級 氫原子的能級：原子各個定態(tài)的能量值叫做原子的能級氫原子的能級公式為EnE1n2，對應的軌道半徑關系式為rnn2r1，其中n叫量子數，只能取正整數n1的狀態(tài)稱為基態(tài)，n1時為激發(fā)態(tài)；量子數n越大，動能越小，勢能越大，總能量越大 第22頁，共36頁，2022年，

12、5月20日，1點49分，星期日第23頁，共36頁，2022年，5月20日，1點49分，星期日4氫原子能級圖：如圖 1213 所示圖 1213第24頁，共36頁，2022年，5月20日，1點49分，星期日9(單選)氫原子的核外電子從距核較近的軌道躍遷到距核較遠的軌道過程中()DA原子要吸收光子，電子的動能增大，原子的電勢能增大B原子要放出光子，電子的動能減小，原子的電勢能減小C原子要吸收光子，電子的動能增大，原子的電勢能減小D原子要吸收光子，電子的動能減小，原子的電勢能增大第25頁，共36頁，2022年，5月20日，1點49分，星期日10(單選)(2011 年深圳一模)已知金屬鉀的逸出功為 2.

13、22 eV.氫原子的能級如圖 1214 所示，一群處在 n3 能級的氫原子向低能級躍遷時，能夠從金屬鉀的表面打出光電子的光波共有()BA一種B兩種C三種D四種圖 1214解析：氫原子從激發(fā)態(tài) n3 向低能級躍遷可能發(fā)出 3 種光子，其中 31 和 21 所發(fā)出的光子能量高于 2.22 eV，故 B 對第26頁，共36頁，2022年，5月20日，1點49分，星期日解析：大量氫原子躍遷時只有三個頻率的光譜，這說明是從 n3 能級向低能級躍遷，根據能量守恒有，h3h2h1，解得：321，選項 B 正確3 的三條譜線，且321，則()B11(單選)(2010 年新課標卷)用頻率為0 的光照射大量處于基

14、態(tài)的氫原子，在所發(fā)射的光譜中僅能觀測到頻率分別為1、2、第27頁，共36頁，2022年，5月20日，1點49分，星期日熱點 氫原子的能級躍遷【例 1】(雙選)(2009 年全國卷)用大量具有一定能量的電子轟擊大量處于基態(tài)的氫原子，觀測到了一定數目的光譜線調高電子的能量再次進行觀測，發(fā)現光譜線的數目比原來增加了 5 條用n 表示兩次觀測中最高激發(fā)態(tài)的量子數 n 之差，E表示調高后電子的能量根據氫原子的能級圖 1215 可以判斷，n 和 E 的可能值為( )圖 1215An1,13.22 eVE13.32 eVBn2,13.22 eVE13.32 eVCn1,12.75 eVE13.06 eVDn

15、2,12.75 eVE13.06 eVAD第28頁，共36頁，2022年，5月20日，1點49分，星期日解析：當量子數為 n 時，產生的光子頻率的個數為n(n1)/2，可以列出下面的表格：第29頁，共36頁，2022年，5月20日，1點49分，星期日由表格中可以發(fā)現光譜線的數目比原來增加了 5 條所對應的量子數為 n2 和 n4；n6 和 n5，經檢驗，其他的量子數不存在光譜線的數目比原來增加了 5 條這一情況顯然，對于量子數為 n6 和 n5，n1，調高后電子的能量 E 大于 E6E113.22 eV，而小于 E7E113.32 eV，故 A正確同理，對于量子數為 n4 和 n2，n2，調高

16、后電子的能量 E 大于 E4E112.75 eV，而小于 E5E113.06 eV，故 D正確第30頁，共36頁，2022年，5月20日，1點49分，星期日1(雙選)(2010 年深圳二模)氫原子吸收能量后從低能級向)AD較高能級躍遷，在這個過程中(A核外電子的動能減小B原子的電勢能減小C原子的總能量減小D電子繞核旋轉的半徑增大第31頁，共36頁，2022年，5月20日，1點49分，星期日易錯點：氫原子的能級圖 1216第32頁，共36頁，2022年，5月20日，1點49分，星期日力常量 k9.010 Nm2/C2，電子電量 e1.610朗克常量 h6.6310(1)有一群氫原子處于量子數 n3 的激發(fā)態(tài)畫一能級躍遷圖，在圖 1216 上用箭頭標明這些氫原子能發(fā)出哪幾條光譜線(2)計算這幾條光譜線中波長最短的一條的波長(其中靜電19C，普34Js，真空中光速 c3.010 m/s.89第33頁，共36頁，2022年，5月20日，1點49分，星期日圖