1、1專題專題19 19 近代物理近代物理 考點考點70 70 光電效應光電效應 波粒二象性波粒二象性考點考點71 71 原子結構原子結構 氫原子光譜分析氫原子光譜分析 考點考點72 72 天然放射現象天然放射現象 核反應核反應 核能核能21. 光電效應光電效應現象中的幾個概念現象中的幾個概念(1) 光電效應：在光的照射下金屬發射電子的現象叫做光電效應，發射出來的電子叫做光電子(2) 極限頻率：能使某種金屬發生光電效應的最小頻率叫做該種金屬的極限頻率(3) 逸出功：電子從金屬中逸出所需做功的最小值叫做該金屬的逸出功(4) 遏止電壓：使光電流減小到零的反向電壓稱為遏止電壓(5) 光子說：在空間傳播的

2、光不是連續的，而是一份一份的，每一份叫做一個光量子，簡稱光子，光子的能量Eh.2光電效應方程：EkhW0.Ek為光電子的最大初動能，為入射光的頻率，W0為金屬的逸出功考點考點70 70 光電效應光電效應 波粒二象性波粒二象性3考法考法1對光電效應相關知識點的考查對光電效應相關知識點的考查光電效應是證明光具有粒子性的一個典型現象，愛因斯坦的光量子理論成功地解釋了光電效應現象及其規律在高考中，光電效應是高考的熱點縱觀近幾年的高考，對光電效應的考查，幾乎涵蓋了課本中提到的所有現象和規律，包括對課本中插圖的考查，解決這類問題需要掌握光電效應現象及其規律、理解光電效應曲線、熟練應用光電效應方程求解有關問

3、題考點考點70 光電效應光電效應 波粒二象性波粒二象性41對光電效應實驗規律的考查對光電效應實驗規律的考查(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，才能產生光電效應；低于這個頻率的光不能產生光電效應所以判斷光電效應是否發生應該比較題目中給出的入射光頻率和對應金屬的極限頻率的大小(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) 入射光照射到金屬上時，光電子的發射幾乎是瞬時的，一般不超過109 s.(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考點考點70 光電效應光電效應 波粒二象性波粒二象性52對愛因斯坦光

4、電效應方程的考查對愛因斯坦光電效應方程的考查在光電效應中，金屬中的電子吸收一個光子獲得的能量是h，這些能量的一部分用來克服金屬的逸出功W0，剩下的表現為逸出后的電子的初動能方程EkhW0.式中W0為金屬的逸出功，Ek為電子的最大初動能， .若金屬極限頻率為0，則金屬的逸出功W0h0，愛因斯坦光電效應方程能解釋光電效應現象規律考點考點70 光電效應光電效應 波粒二象性波粒二象性6考點考點70 光電效應光電效應 波粒二象性波粒二象性73光電效應實驗光電效應實驗光電效應是一個實驗規律，利用光電管可作出光電流I與電壓U的關系曲線，從金屬板飛出的光電子到達陽極，回路中便產生光電流，如圖所示電路，隨著所加

5、正向電壓的增大，光電流趨于一個飽和值，這個飽和值就是飽和光電流返回專題首頁返回專題首頁考點考點70 光電效應光電效應 波粒二象性波粒二象性8考點考點71 71 原子結構原子結構 氫原子氫原子光譜分析光譜分析1. 盧瑟福的核式結構學說：在原子的中心有一個很小的核，叫原子核，原子的全部正電荷和幾乎全部質量都集中在原子核里，帶負電的電子在核外空間繞核旋轉2玻爾理論(三點假設)(1) 電子繞核運行的可能軌道是不連續的各可能軌道的半徑rnr1/n2(n1，2，3，)，基態軌道半徑為r1.(2) 原子只能處于一系列不連續的、穩定的能量狀態(定態)，其總能量En(包括動能和電勢能)與基態總能量的關系為EnE

6、1/n2(n1，2，3，)9(3) 原子在兩個定態之間躍遷時，將輻射(或吸收)一定頻率的光子，光子的能量為hE初E末若E初E末輻射光子，若E初E末吸收光子3氫原子的能級圖：原子在各個定態時的能量值稱為原子的能級它對應電子在各條可能軌道上運動時的能量En(包括動能和勢能)EnE1/n2(n1，2，3，)，E1代表電子在第一條可能軌道上運動時的能量，E113.6 eV，如圖為氫原子能級示意圖的一部分考點考點71 原子結構原子結構 氫原子光譜分析氫原子光譜分析10考法考法2原子結構氫原子光譜分析原子結構氫原子光譜分析原子結構模型和玻爾理論是研究原子物理的基礎，每年高考都會考查此方面的內容試題難度不大

7、，主要是直接考查考生的記憶和理解能力題目涉及對物理學史、原子的核式結構理論、粒子散射實驗的實驗結論的認識等知識，其中氫原子的能級和躍遷問題是高考對原子物理考查的重點解決該部分問題時要掌握以下要點、方法和技巧1原子的核式結構學說及對原子的核式結構學說及對粒子散射現象的解釋粒子散射現象的解釋(1) 粒子散射實驗：用粒子轟擊金箔，絕大多數粒子穿過金箔后仍沿原來方向前進；少數粒子卻發生了較大的偏轉；極少數粒子偏轉角度超過了90；有的甚至被彈回，偏轉角度幾乎達到180.考點考點71 原子結構原子結構 氫原子光譜分析氫原子光譜分析11(2) 核核式結構學說對散射現象的解釋式結構學說對散射現象的解釋：由于原

8、子的全部正電荷都集中在原子核里，當粒子與核十分接近時，會受到很大的庫侖斥力而發生大角度偏轉；但因為原子內部大部分是空的，核又很小，所以粒子穿過原子時靠近核的機會很小，絕大多數粒子離核較遠，受到的庫侖斥力小，基本上沿直線前進，極少數粒子離核較近，發生大角度偏轉2氫原子的能級躍遷問題氫原子的能級躍遷問題(1) 氫原子能量：氫原子在各個不同的能量狀態對應不同的電子軌道，電子繞核做圓周運動的動能和系統的電勢能之和即為原子的能量，即EnEknEpn.電子繞核做圓周運動由庫侖力提供向心力， .考點考點71 原子結構原子結構 氫原子光譜分析氫原子光譜分析12電子的動能 .系統的電勢能變化根據庫侖力做功來判斷

9、：靠近核，庫侖力對電子做正功，系統電勢能減小；遠離核，庫侖力對電子做負功，系統電勢能增大(2) 氫原子在躍遷時輻射或吸收光子的頻率或波長的計算：首先由能級的高低或軌道半徑的大小確定是吸收還是放出光子，然后由玻爾理論EmEnh或EmEn ，求頻率或波長.(3)輻射的光譜條數：一個氫原子核外只有一個電子，在一次躍遷時只能輻射或吸收一個光子，因而只能輻射或吸收某一特定頻率的光譜一個氫原子處于量子數為n的激發態時，可輻射的光譜條數為Nn1；而一群氫原子處于量子數為n的激發態時，由于向各個低能級躍遷的可能性均存在，因此可輻射的光譜條數為 .考點考點71 原子結構原子結構 氫原子光譜分析氫原子光譜分析13

10、(4) 吸收能量的選擇性用光子激發引起原子躍遷跟用電子碰撞引起原子躍遷不同若是在光子的激發下引起原子的躍遷，則要求光子的能量必須等于原子的某兩個能級的能量差，能量不等于兩能級的能量差的光子不能被原子吸收而使其發生躍遷；若是在電子的碰撞下引起原子的躍遷，則要求電子的能量必須大于或等于原子的某兩個能級的能量差，大于該能量差的剩余部分保留為電子的動能若要使氫原子電離，只要光子能量大于或等于電離能即可，大于電離能的部分，成為逸出電子的初動能返回專題首頁返回專題首頁考點考點71 原子結構原子結構 氫原子光譜分析氫原子光譜分析14考點考點72 72 天然放射現象天然放射現象 核反應核反應 核能核能1. 四

11、四種核反應種核反應(1) 衰變：放射性元素的原子核自發放出某種粒子后變成新的原子核的變化衰變： 衰變： (2) 原子核的人工轉變：原子核在其他粒子的轟擊下產生新原子核的過程叫人工轉變核反應(3) 裂變：一個重核分裂成兩個中等質量的核的反應過程叫裂變(4) 聚變：兩個輕核結合成質量較大的核的過程叫核的聚變152半衰期放射性元素的原子核有半數發生衰變所需要的時間用T表示，即 (t表示經歷的時間)半衰期由核內部本身因素決定，跟原子所處的物理狀態或化學狀態無關3質能方程(1) 一定的質量m總是跟一定的能量對應，即Emc2.(2) 核子在結合成原子核時的總質量減少了，相應的總能量也要減少，根據能量守恒定

12、律，減少的這部分能量不會憑空消失，它要在核子結合過程中釋放出去，Emc2.考點考點72 天然放射現象天然放射現象 核反應核反應 核能核能16原子物理包括兩大部分內容，原子結構和原子核前者研究原子核外電子的分布及躍遷規律，后者研究核的組成及其變化規律這部分內容是高考命題熱點，高考題目幾乎每年都有，多以選擇題形式出現解決該部分問題時要掌握以下要點、方法和技巧考法考法3 3天然放射現象天然放射現象三種射線的成分和性質三種射線的成分和性質考點考點72 天然放射現象天然放射現象 核反應核反應 核能核能17考法考法4 4核反應類型及核反應方程的書寫核反應類型及核反應方程的書寫1四種核反應類型的區分與典例四

13、種核反應類型的區分與典例考點考點72 天然放射現象天然放射現象 核反應核反應 核能核能18考點考點72 天然放射現象天然放射現象 核反應核反應 核能核能192書寫核反應方程注意事項書寫核反應方程注意事項(1) 必須遵守電荷數守恒和質量數守恒規律，有的核反應方程還要考慮能量守恒定律(例如裂變和聚變方程常含能量項)；(2) 方程中的箭頭()表示核反應進行的方向，不要把箭頭寫成等號；(3) 寫核反應方程必須有實驗依據，決不能毫無根據地編造3確定衰變次數的方法確定衰變次數的方法因為衰變對質量數無影響，先由質量數的改變確定衰變的次數，然后再根據衰變規律確定衰變的次數考點考點72 天然放射現象天然放射現象 核反應核反應 核能核能20考法考法5 5對質能方程的理解和應用對質能方程的理解和應用1應用質能方程解題的流程圖應用質能方程解題的流程圖考點考點72 天然放射現象天然放射現象 核反應核反應 核能核能212對質能方程的理解對質能方程的理解(1) 物體的質量包括靜止質量和運動質量，質量虧損指的是靜止質量的減少，減少的靜止質量轉化為和輻射能量有關的運動質量(2) 質量虧損并不是這部分質量消失或轉變為能量，只是靜止質量的減少(3) 在核反應中仍然遵循質量守恒定律和能量守恒定