專題整合突破專題六原子物理與物理學史第15講原子與原子核1/43關鍵點解讀備考對策本專題考查重點和熱點：①光電效應規律及應用②原子能級躍遷③原子核衰變規律④核反應方程書寫⑤質量虧損和核能計算⑥三種射線特點及應用等因為本專題包括知識點與科技相關，題目新奇，但難度不大，所以，備考中應加強對基本概念和規律了解，強化典題訓練。2/431微網構建2高考真題3熱點聚焦4復習練案3/43微網構建4/43一、波粒二象性知識網絡波粒二象性

5/43波粒二象性

6/43二、原子和原子核知識網絡原子和原子核

7/43高考真題8/431．(·全國Ⅱ，17)用波長為300nm光照射鋅板，電子逸出鋅板表面最大初動能為1.28×10－19J。已知普朗克常量為6.63×10－34J·s，真空中光速為3.00×108m·s－1。能使鋅產生光電效應單色光最低頻率約為(

)A．1×1014Hz

B．8×1014HzC．2×1015Hz

D．8×1015HzB

9/43B

10/43A

11/43B

12/435．(·天津，5)氫原子光譜在可見光區域內有四條譜線Hα、Hβ、Hγ和Hδ，都是氫原子中電子從量子數n>2能級躍遷到n＝2能級時發出光，它們在真空中波長由長到短，能夠判定(

)A．Hα對應前后能級之差最小B．同一介質對Hα折射率最大C．同一介質中Hδ傳輸速度最大D．用Hγ照射某一金屬能發生光電效應，則Hβ也一定能A

13/4314/43熱點聚焦15/43一、光電效應(1)在光照射下物體發射電子現象，叫做光電效應。(2)光電效應規律：研究發覺，光電效應有以下規律：①極限頻率存在：各種金屬都存在極限頻率ν0，只有ν≥ν0才能發生光電效應(與之對應有極限波長λ0，只有λ≤λ0才能發生光電效應)。②瞬時性：不論照射光強還是弱，只有超出極限頻率，從光照射到有光電子產生，經歷時間不超出10－9s，必乎是瞬時。熱點一光電效應現象及規律16/43二、光子說光子說內容是：光是不連續，是一份一份，每一份叫做一個光量子，簡稱光子。光子能量E跟光頻率ν成正比：E＝hν。(光子是以電磁波形式存在一份能量，沒有靜止質量)愛因斯坦利用光子說解釋了光電效應。設每個光子只能被一個電子吸收(一個光子不能被多個電子分開吸收)；每個電子每次只能吸收一個光子(一個電子不能同時吸收多個光子)。17/43光電效應物理過程以下：入射光照到金屬上，有些光子被電子吸收，有些沒有被電子吸收；吸收了光子電子動能增大，將向各個方向運動；有些電子射出金屬表面成為光電子，有些沒射出；射出金屬表面電子克服金屬中正電荷引力做功也不相同；只有從金屬表面直接飛出光電子克服正電荷引力做功最少，飛出時動能最大。假如入射光子能量比這個功最小值還小，那就不能發生光電效應。這就解釋了極限頻率存在；因為光電效應是由一個光子被一個電子吸收引發，所以從有光照射到有光電子飛出時間與照射光強度無關，幾乎是瞬時。這就解釋了光電效應瞬時性。18/43三、愛因斯坦光電效應方程(1)Ek＝hν－W0(Ek是光電子最大初動能；W0是逸出功，即從金屬表面直接飛出光電子克服正電荷引力所做功，也就是使電子脫離某種金屬所做功最小值。)這個方程和能量守恒定律是完全一致。(2)因為每個光電子從金屬中飛出時，克服引力做功不一樣，它們初動能也不一樣。方程中W0是逸出功，不是每個電子克服引力做功；方程中Ek不是每個光電子初動能，而是最大初動能。(3)從光電效應方程能夠看出：極限頻率和逸出功間關系是：hν0＝W0。19/43 (·全國Ⅰ卷高考壓軸題)在光電效應試驗中，先后用頻率相同但光強不一樣兩束光照射同一個光電管。若試驗a中光強大于試驗b中光強，試驗所得光電流I與光電管兩端所加電壓U間關系曲線分別以a、b表示，則以下圖中可能正確是(

)典例1A

20/4321/4322/43光電流恰為零，此時光電管兩端加電壓為截止電壓，對應光頻率為截止頻率，入射光頻率越高，對應截止電壓U截越大，因為入射光頻率沒有變，故截止電壓相同，即圖線與橫軸交點相同。因為a光光強大于b光光強，所以a飽和電流大于b飽和電流。故A項符合要求，故B、C、D錯誤。23/43方法總結24/4325/43C

26/4327/43熱點二玻爾理論、氫原子能級28/4329/43(5)氫原子還可吸收外來實物粒子能量而被激發，因為實物粒子動能可全部或部分地被原子吸收，所以只要入射粒子能量大于或等于兩能級差，均可使原子發生能級躍遷。(6)躍遷時電子動能、原子電勢能與總能量改變：當軌道半徑減小時，庫侖引力做正功，原子電勢能減小，電子動能增大，原子總能量減小；反之，軌道半徑增大時，原子電勢能增大，電子動能減小，原子總能量增大。30/43 (·寧夏銀川二中高三下學期模擬三試題)圖示為氫原子能級示意圖，己知大量處于n＝2能級氫原子，當它們受到某種頻率光線照射后，可輻射出6種頻率光子，下面說法中正確是(

)典例2B

A．n＝2能級氫原子受到照射后躍遷到n＝5能級B．這6種光子有3種能夠讓逸出功為10ev某金屬發生光電效應C．頻率最高光子是氫原子從n＝3能級躍遷到n＝1能級放出D．波長最大光子是氫原子從n＝4能級躍遷到n＝1能級放出31/43[解析]

依據C＝6知，n＝2能級氫原子受到照射后躍遷到n＝4能級，故A錯誤；從n＝4到低能態躍遷中，其中4→1,3→1和2→1躍遷中能級差都大于10eV，則這6種光子有3種能夠讓逸出功為10eV某金屬發生光電效應，選項B正確；因4→1能級差最大，則頻率最高光子是氫原子從n＝4能級躍遷到n＝1能級放出，故C錯誤；4→3能級差最小，輻射光子頻率最小，波長最長，則波長最長光子是氫原子從n＝4能級躍遷到n＝3能級放出，故D錯誤。故選B。32/43〔類題演練2〕(·陜西省師大附中二模)μ子與氫原子核(質子)組成原子稱為μ氫原子(hydrogenmuonatom)，它在原子核物理研究中有主要作用，圖為μ氫原子能級示意圖。假定光子能量為E一束光照射容器中大量處于n＝2能級μ氫原子，μ氫原子吸收光子后，發出頻率為ν1、ν2、ν3、ν4、ν5和ν6不一樣頻率光，且頻率依次增大，則E等于(

)A．h(ν3－ν1)

B．h(ν5＋ν6)C．hν3

D．hν4C

33/4334/431．衰變及核反應方程書寫和核能計算(1)原子核衰變①衰變實質：α衰變是原子核中2個質子和2個中子結合成一個氦核并射出；β衰變是原子核中中子轉化為一個質子和一個電子，再將電子射出；γ衰變伴伴隨α衰變或β衰變同時發生，不改變原子核質量數與電荷數，以光子形式釋放出衰變過程中產生能量。②衰變快慢由原子核內部原因決定，跟原子所處物理、化學狀態無關；半衰期是統計規律，對個別、少數原子無意義。熱點三核反應和核能計算35/43(2)核反應方程書寫①核反應過程普通不可逆，所以核反應方程中用“→”表示方向而不能用等號代替。②核反應方程遵照質量數、電荷數守恒，但核反應前后總質量普通會發生改變(質量虧損)且釋放出核能。③核反應生成物一定要以試驗為基礎，不能只依據兩個守恒規律憑空杜撰出生成物來寫核反應方程。36/43(3)核能計算方法①依據愛因斯坦質能方程。用核反應質量虧損千克數乘以真空中光速c平方，即ΔE＝Δmc2(J)