2012屆高考物理大一輪復習 13.2動量光電效應(yīng)氫原子光譜課件 新人教版選修3-5

1、第二節(jié)光電效應(yīng)氫原子光譜,1.光電效應(yīng)的實驗規(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發(fā)生光電效應(yīng)，低于這個極限頻率則不能發(fā)生光電效應(yīng) (2)光電子的最大初動能與入射光的強度無關(guān)，其隨入射光頻率的增大而增大 (3)大于極限頻率的光照射金屬時，光電流強度(反映單位時間內(nèi)發(fā)射出的光電子數(shù)的多少)與入射光強度成正比 (4)金屬受到光照，光電子的發(fā)射一般不超過109 s.,4對光電效應(yīng)規(guī)律的解釋,【應(yīng)用提示】(1)光電子也是電子，光子的本質(zhì)是光，注意兩者的區(qū)別 (2)光電效應(yīng)方程研究的對象是從金屬表面逸出的光電子，其列式依據(jù)為能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律 5用光電管研究光電

2、效應(yīng) (1)常見電路(如圖1411所示),(2)兩條線索 通過頻率分析：光子頻率高光子能量大產(chǎn)生光電子的最大初動能大 通過光的強度分析：入射光強度大光子數(shù)目多產(chǎn)生的光電子多光電流大 (3)常見概念辨析,(2010江蘇高考)研究光電效應(yīng)的電路如圖1412所示用頻率相同、強度不同的光分別照射密封真空管的鈉極板(陰極K)，鈉極板發(fā)射出的光電子被陽極A吸收，在電路中形成光電流下列光電流I與A、K之間的電壓UAK的關(guān)系圖象中，正確的是,【自主解答】雖然入射光強度不同，但光的頻率相同，所以截止電壓相同；又因當入射光強時，單位時間逸出的光電子多，飽和光電流大，所以選C. 【答案】C,(2010四川高考)用波

3、長為2.0107 m的紫外線照射鎢的表面，釋放出來的光電子中最大的動能是4.71019 J由此可知，鎢的極限頻率是(普朗克常量h6.631034 Js，光速c3.0108 m/s，結(jié)果取兩位有效數(shù)字)() A5.51014 HzB7.91014 Hz C9.81014 Hz D1.21015 Hz,【答案】B,1.盧瑟福的粒子散射實驗裝置(如圖1413所示) 2粒子散射實驗的現(xiàn)象 絕大多數(shù)粒子穿過金箔后，基本上仍沿 原來的方向前進，但少數(shù)粒子發(fā)生了大 角度偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)粒子甚至被撞了回來 如圖1414所示,3盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)模型 在原子的中心有一個很小的核，叫原子核，原子的所有正電荷和幾乎所

4、有質(zhì)量都集中在原子核里，帶負電的電子在核外繞核旋轉(zhuǎn) 4建立核式結(jié)構(gòu)模型的要點 (1)核外電子不會使粒子的速度發(fā)生明顯改變 (2)湯姆孫模型不能解釋粒子的大角度散射 (3)少數(shù)粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，甚至反彈回來，表明這些粒子在原子中的某個地方受到了質(zhì)量、電量均比它本身大得多的物體的作用 (4)絕大多數(shù)粒子在穿過厚厚的金原子層而運動方向沒有明顯變化，說明原子中絕大部分是空的原子的質(zhì)量、電量都集中在體積很小的核上,【標準解答】(1)粒子散射實驗發(fā)現(xiàn)了原子內(nèi)存在一個集中了全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量的核數(shù)年后盧瑟福發(fā)現(xiàn)核內(nèi)有質(zhì)子并預測核內(nèi)存在中子，所以C對，A、B錯玻爾發(fā)現(xiàn)了電子軌道量子化，D錯,【答案】

5、(1)C(2)2.71014 m,3玻爾理論 (1)定態(tài)：原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中，在這些能量狀態(tài)中原子是穩(wěn)定的，電子雖然繞核運動，但并不向外輻射能量 (2)躍遷：原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài)時，它輻射或吸收一定頻率的光子，光子的能量由這兩個定態(tài)的能量差決定，即hEmEn(h是普朗克常量h6.631034 Js) (3)軌道：原子的不同能量狀態(tài)跟電子在不同的圓周軌道繞核運動相對應(yīng)原子的定態(tài)是不連續(xù)的，因此電子的可能軌道也是不連續(xù)的,4氫原子能級公式 (1)氫原子的能級圖 (如圖1415所示) 能級圖中的橫線表示氫原子可能 的能量狀態(tài)定態(tài) 橫線左端的數(shù)字“1,2,3，”表 示量子數(shù)

6、，右端的數(shù)字“13.6， 3.4，”表示氫原子的能級 相鄰橫線間的距離，表示相鄰的能級差，量子數(shù)越大，相鄰的能級差越小 帶箭頭的豎線表示原子由較高能級向較低能級躍遷，原子躍遷條件為：hEmEn.,(2010重慶高考)氫原子部分能級的示意圖如圖1416所示不同色光的光子能量如下表所示：,處于某激發(fā)態(tài)的氫原子，發(fā)射的光的譜線在可見光范圍內(nèi)僅有2條，其顏色分別為 A紅、藍靛 B黃、綠 C紅、紫 D藍靛、紫,【自主解答】先分別計算能級差 由n2向n1躍遷時，E21E2E110.2 eV 由n3向n1躍遷時，E31E3E112.09 eV 由n3向n2躍遷時，E32E3E21.89 eV 由n4向n3躍

7、遷時，E43E4E30.66 eV 由n4向n2躍遷時，E42E4E22.55 eV 由于發(fā)光時光子的能量等于原子能級差根據(jù)以上數(shù)據(jù)的變化規(guī)律知，有兩個能量分別為1.89 eV和2.55 eV的光子屬于可見光，并且屬于紅光和藍靛的范圍，故選A. 【答案】A,與氫原子能級有關(guān)的能量轉(zhuǎn)化問題,在研究原子物理時，科學家經(jīng)常借用宏觀模型進行模擬在玻爾原子模型中，完全可用衛(wèi)星繞行星運動來模擬研究電子繞原子核的運動當然這時的向心力不是粒子間的萬有引力(可忽略不計)，而是粒子間的靜電力設(shè)氫原子中，電子和原子核的帶電荷量大小都是e1.601019 C，電子在第1、2可能軌道運行時，其運動半徑分別為r10.53

8、1010 m，r24r1，據(jù)此求： (1)電子分別在第一、二可能軌道運行時的動能(以eV為單位) (2)當電子從第一可能軌道躍遷到第二可能軌道時，原子還需吸收10.2 eV的光子，那么電子的電勢能增加了多少？(靜電力常量k9.0109 Nm2/C2),【答案】(1)13.6 eV3.4 eV(2)20.4 eV,1氫原子的核外電子由離原子核較遠的軌道躍遷到離核較近的軌道上時，下列說法中正確的是() A氫原子的能量增加 B氫原子的能量減少 C氫原子要吸收一定頻率的光子 D氫原子要放出一定頻率的光子 【解析】氫原子的核外電子離原子核越遠，氫原子的能量(包括動能和勢能)越大當氫原子的核外電子由離原子

9、核較遠的軌道躍遷到離核較近的軌道上時，原子的能量減少，氫原子要放出一定頻率的光子顯然，選項B、D正確 【答案】BD,2關(guān)于原子結(jié)構(gòu)的認識歷程，下列說法正確的有() A湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子后猜想出原子內(nèi)的正電荷集中在很小的核內(nèi) B. 粒子散射實驗中少數(shù)粒子發(fā)生了較大偏轉(zhuǎn)是盧瑟福猜想原子核式結(jié)構(gòu)模型的主要依據(jù) C對原子光譜的研究開辟了深入探索原子結(jié)構(gòu)的道路 D玻爾原子理論無法解釋較復雜原子的光譜現(xiàn)象，說明玻爾提出的原子定態(tài)概念是錯誤的 【解析】湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子后猜想原子是棗糕式結(jié)構(gòu)模型，即正電荷均勻地分布在原子內(nèi)，電子就像棗糕一樣鑲嵌在原子內(nèi)，A錯誤；粒子散射實驗結(jié)果是盧瑟福建立原子核式結(jié)構(gòu)模型的依據(jù)，B

10、正確；對原子光譜的研究，使人們認識了原子結(jié)構(gòu)的特點，C正確；玻爾原子理論只能解釋氫原子光譜，不能解釋復雜的原子光譜，只能說明玻爾理論的局限性，它在一定范圍內(nèi)是正確的，D錯誤 【答案】BC,3如圖13210所示為氫原子的能級示意圖，一群氫原子處于n3的激發(fā)態(tài)，原子在向較低能級躍遷的過程中向外發(fā)出光子若用這些光照射逸出功為2.49 eV的金屬鈉，則下列說法正確的是() A這群氫原子能發(fā)出三種頻率不同的 光，其中從n3躍遷到n2所發(fā)出的光 波長最短 B這群氫原子能發(fā)出兩種頻率不同的 光，其中從n3躍遷到n1激發(fā)的光頻 率最高 C金屬鈉表面所發(fā)出的光電子的初動 能最大值為11.09 eV D金屬鈉表面所發(fā)出的光電子的初動能最大值為9.60 eV,【答案】D,【答案】3.4 eV10.2 eV小于,5如圖14110所示為氫原子最低的四個能級，當氫原子在這些能級間躍遷時： (1)有可能放出_種能量的光子 (2)在哪兩個能級間躍遷時，所放出光子波長最長，波長是多少？,【答案】(1)6(2)第4能級向第3能級躍遷1.88106 m,【答案】(1)1.09106 m (2)3108 m/s2.751014 Hz,7原子可以從原子間的碰撞中獲得能量，從