量子論初步單元知識總結(jié) 人教版

1、量子論初步單元知識總結(jié)【知識結(jié)構(gòu)】【物理思想方法】高考對本章內(nèi)容考查多以選擇題或填空題的形式進(jìn)行，命題頻率較高的知識點(diǎn)是光電效應(yīng)、能級，且常與其他知識點(diǎn)結(jié)合成為小型的綜合題1能量守恒的觀點(diǎn)常有體現(xiàn)：對于本章，常有能量的問題從中體現(xiàn)，例如能級躍遷問題、光電效應(yīng)中光電子的最大初動能的問題等，要注意結(jié)合能量的觀點(diǎn)解題2微觀世界宏觀化：微觀世界是我們不熟悉的，但我們對宏觀世界有豐富的經(jīng)驗(yàn)，所以在有些方面我們要將微觀問題宏觀化，例如在研究玻爾氫原子模型、光電子在各種場中的運(yùn)動等，利用我們已有的宏觀規(guī)律去感知微觀世界3高新科技在生活中的應(yīng)用：光自動控制、激光的應(yīng)用、產(chǎn)生視覺效應(yīng)的光子數(shù)等與我們的現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)、

2、生活有很多的聯(lián)系【難題巧解點(diǎn)撥】例1 一個電子，遠(yuǎn)離質(zhì)子時的速度為為質(zhì)子所捕獲，放出一個光子而形成氫原子，如果在氫原子中電子處于第一玻爾軌道，求放出光子的頻率解析 電子的動能為：質(zhì)子捕獲電子形成氫原子時，吸收了102eV的能量，躍遷到較高的能級上，其能級值：設(shè)相應(yīng)的量子數(shù)為n，解得n2，電子處于，n2的激發(fā)態(tài)是不穩(wěn)定的，躍遷到基態(tài)時輻射光子的頻率為：答案 點(diǎn)撥 要利用已有的知識，結(jié)合以前的經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行的正確的遷移，形成新知識、新經(jīng)驗(yàn)例2 根據(jù)玻爾理論，氫原子的電子由外層軌道躍遷到內(nèi)層軌道后( )A原子的能量增加，電子的動能減少B原子的能量增加，電子的動能增加C原子的能量減少，電子的動能減少D原子

3、的能量減少，電子的動能增加解析 這道題的關(guān)鍵在于理解氫原子能級的組成，和對氫原子核外電子的受力情況、運(yùn)動情況的分析玻爾理論給出了兩個公式：軌道半徑公式：能級公式：僅從兩個公式表面來看，量子數(shù)n越小，原子的能量越大但是，因?yàn)?，所以原子的能量為?fù)值，量子數(shù)n越小，原子的能量也越小；從另一個角度看，當(dāng)氫原子的電子由外層軌道躍遷到內(nèi)層軌道時，要向外輻射一定頻率的光子，即向外輻射能量，所以氫原子的能量也應(yīng)該減小氫原子的核外電子，由于受到原子核的引力作用而作勻速圓周運(yùn)動，由牛頓運(yùn)動定律可得：，電子動能：，且，將代入得：所以量子數(shù)越小，氫原子核外電子的動能越越大答案 D點(diǎn)撥 氫原子在各個不同的能量狀態(tài)對應(yīng)不

4、同的電子軌道，電子繞核做圓周運(yùn)動的動能和系統(tǒng)的電勢能之和即為原子的能量，即：；系統(tǒng)的電勢能變化根據(jù)庫侖力做功來判斷：靠近核，庫侖力做正功，系統(tǒng)電勢能減少；遠(yuǎn)離核，庫侖力做負(fù)功，系統(tǒng)電勢能增加.例3 在X射線管中，由陰極發(fā)射的電子被加速后打到陽極，會產(chǎn)生包括X光在內(nèi)的各種能量的光子，其中光子能量的最大值等于電子的動能已知陽極與陰極之間的電勢差U、普朗克常量h、電子電量e和光速c，則可知該X射線管發(fā)出的X光的( )A最短波長為 B最短波長為C最低頻率為 D最高頻率為解析 電子在電場中加速獲得動能，E=hv由題給條件，可得光子最高頻率為，所以D選項(xiàng)是正確的又，B選項(xiàng)是正確的答案 B、D點(diǎn)撥 要注意本

5、章中公式的運(yùn)用，在何種情況下有最高頻率(最短波長)，在何種情況下有最大波長(最低頻率)例4 處于基態(tài)的氫原子在某單色光束照射下，只能發(fā)出頻率為、的三種光，且，則該照射光的光子能量為( )A B C D解析 本題中氫原子吸收光子的能量后，能向外輻射三種頻率的光，說明它是從基態(tài)躍遷到第三個激發(fā)態(tài)，以后在能級三、二間，三、一間，二、一間躍遷時輻射出三種光，其中在三、一兩能級間躍遷時所輻射光子能量最大，應(yīng)為，則該氫原子所吸收光子的能量也為答案 C點(diǎn)撥 有的同學(xué)認(rèn)為，所能發(fā)出的光子能量分別是：、，則照射光的光子能量必須是上述三者之和，即為這是對原子的躍遷原理不清楚造成的當(dāng)處于基態(tài)的氫原子吸收能量到較高的

6、激發(fā)態(tài)后，可以向較低的所有能級躍遷，可輻射幾種頻率的光，所輻射的最高頻率的光的光子能量和最初吸收的光子能量應(yīng)相等例5 如圖21-9所示為對光電管產(chǎn)生的光電子進(jìn)行荷質(zhì)比測定的原理圖，兩塊平行金屬板間距為d，其中N為鋅板，受紫外光照射后將激發(fā)出沿不同方向運(yùn)動的光電子，開關(guān)S閉合電流表A有讀數(shù)，若調(diào)節(jié)變阻器R，逐漸增大板間的電壓，A表讀數(shù)逐漸減小，當(dāng)電壓表示數(shù)為U時，A表讀數(shù)恰好為零；斷開S，在MN間加上垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B時，A表讀數(shù)也為零(1)求光電子的荷質(zhì)比e/m的表達(dá)式(2)光電管的陰極常用活潑的堿金屬制成，原因是這些金屬A導(dǎo)電性好B逸出功小C發(fā)射電子多D電子動能大(3)光電管在各種自動化裝置中有很多應(yīng)用，街道路燈自動控制就是其應(yīng)用之一請利用光電管的特性設(shè)計(jì)一電路來實(shí)現(xiàn)日出路燈熄，日落路燈亮的效果解析 (1)A表讀數(shù)為零，表明這時具有最大初動能逸出的光電子也不能達(dá)到M板，有，斷開S，在MN間加磁場，若以最大速率運(yùn)動的光電子做半徑為d2的圓周運(yùn)動，則A表的讀數(shù)也恰為零，故得，可得。(2)B(3)設(shè)計(jì)電路時要注意，電源正極應(yīng)與光電管的陽極相連，光電管的陰極與電源的負(fù)極相連，這樣光電