1、菜单随堂检测紧练兵自主落实固基础考点突破提知能一轮复习 新课标 物理（广东专用）第2讲 光电效应 氢原子光谱菜单随堂检测紧练兵自主落实固基础考点突破提知能一轮复习 新课标 物理（广东专用）(见学生用书第 213 页)一、光电效应现象1光电效应的实验规律(1)任何一种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于这个极限频率才能发生光电效应，低于这个极限频率则(2)光电子的最大初动能与入射光的强度无关，其随入射光频率的增大而(3)大于极限频率的光照射金属时，光电流强度(反映单位时间内发射出的光电子数的多少)与入射光强度成(4)金属受到光照，光电子的发射一般不超过.不能发生光电效应增大正比109s菜单
2、随堂检测紧练兵自主落实固基础考点突破提知能一轮复习 新课标 物理（广东专用）2光子说爱因斯坦提出：空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，每一份称为一个光子，光子具有的能量与光的频率成正比，即：，其中 h6.631034 Js.3光电效应方程(1)表达式：hEkW0或 Ek.(2)物理意义：金属中的电子吸收一个光子获得的能量是 h，这些能量的一部分用来克服金属的逸出功 W0，剩下的表现为逸出后电子的最大初动能 Ek12mv2.hhW0菜单随堂检测紧练兵自主落实固基础考点突破提知能一轮复习 新课标 物理（广东专用）二、粒子散射实验与核式结构模型1卢瑟福的 粒子散射实验装置(如图 1221 所示)
3、图 1221菜单随堂检测紧练兵自主落实固基础考点突破提知能一轮复习 新课标 物理（广东专用）2 粒子散射实验的现象绝大多数 粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但少数 粒子发生了，极少数 粒子甚至被撞了回来如图1222 所示 粒子散射实验的分析图图 1222大角度偏转3卢瑟福的原子核式结构模型在原子的中心有一个很小的核，叫，原子的所有正电荷和都集中在原子核里，带负电的电子在核外绕核旋转原子核几乎所有质量菜单随堂检测紧练兵自主落实固基础考点突破提知能一轮复习 新课标 物理（广东专用）三、氢原子光谱1光谱的分类光谱发射光谱连续光谱明线光谱吸收光谱原子的特征光谱2氢原子光谱的实验规律从氢气放电
4、管可以获得氢原子光谱这些谱线的波长可以用一个公式来表示.如果采用波长的倒数，这个公式可写作：1R(122 1n2)，n3,4,5，式中的 R 叫做里德伯常量这个公式称为巴耳末公式，它确定的这一组谱线称为巴耳末系菜单随堂检测紧练兵自主落实固基础考点突破提知能一轮复习 新课标 物理（广东专用）四、玻尔理论1定态原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些能量状态中原子是，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射2跃迁原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两个定态的能量差决定，即 h(h 是普朗克常量，h6.631034 Js)3轨道原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周
5、轨道绕核运动相对应原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道也是稳定的能量EmEn不连续的菜单随堂检测紧练兵自主落实固基础考点突破提知能一轮复习 新课标 物理（广东专用）(见学生用书第 213 页)1.光电效应的实质光子照射到金属表面，某个电子吸收光子的能量使其动能变大，当电子的动能增大到足以克服原子核的引力时，便飞出金属表面成为光电子2极限频率的实质光子的能量和频率有关，而金属中电子克服原子核引力需要的能量是一定的，光子的能量必须大于金属的逸出功才能发生光电效应这个能量的最小值等于这种金属对应的逸出功，所以每种金属都有一定的极限频率菜单随堂检测紧练兵自主落实固基础考点突破提知能一轮复习 新课标
6、 物理（广东专用）3对光电效应瞬时性的理解光照射到金属上时，电子吸收光子的能量不需要积累，吸收的能量立即转化为电子的能量，因此电子对光子的吸收十分迅速4光电效应方程电子吸收光子能量后从金属表面逸出，其中只有直接从金属表面飞出的光电子才具有最大初动能，根据能量守恒定律，EkhW0.如图1223所示图 1223菜单随堂检测紧练兵自主落实固基础考点突破提知能一轮复习 新课标 物理（广东专用）5用光电管研究光电效应(1)常见电路(如图1224所示)(2)两条线索通过频率分析：光子频率高光子能量大产生光电子的最大初动能大通过光的强度分析：入射光强度大光子数目多产生的光电子多光电流大图 1224菜单随堂检
7、测紧练兵自主落实固基础考点突破提知能一轮复习 新课标 物理（广东专用）(3)常见概念辨析 照射光强度决定着每秒钟光源发射的光子数频率决定着每个光子的能量h光电子每秒钟逸出的光电子数决定着光电流的强度光电子逸出后的最大初动能12mv2m菜单随堂检测紧练兵自主落实固基础考点突破提知能一轮复习 新课标 物理（广东专用）(1)光电子也是电子，光子的本质是光，注意两者的区别(2)在发生光电效应的过程中，并非所有光电子都具有最大初动能，只有从金属表面直接发出的光电子初动能才最大菜单随堂检测紧练兵自主落实固基础考点突破提知能一轮复习 新课标 物理（广东专用）(2010江苏高考)研究光电效应的电路如图 122
8、5所示用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极 K)，钠极板发射出的光电子被阳极 A 吸收，在电路中形成光电流下列光电流 I与 A、K 之间的电压 UAK的关系图象中，正确的是()图 1225菜单随堂检测紧练兵自主落实固基础考点突破提知能一轮复习 新课标 物理（广东专用）【思路点拨】【解析】由爱因斯坦光电效应方程 EkhW0和动能定理eUC0Ek可得 UCheW0e，遏止电压 UC与入射光的频率有关，与光强无关由发生光电效应的规律可知，光电流与光的强度有关，光越强，光电流越强，所以选项 C 正确【答案】C菜单随堂检测紧练兵自主落实固基础考点突破提知能一轮复习 新课标 物理（广东
9、专用）【解析】在光电效应中，若照射光的频率小于极限频率，无论光照时间多长，光照强度多大，都无光电流，当照射光的频率大于极限频率时，立刻有光电子产生，时间间隔很小故A、B错误，D正确由eU0Ek，EkhW，可知U(hW)/e，即遏止电压与入射光频率有关，C正确【答案】CD1(双选)(2011广东高考)光电效应实验中，下列表述正确的是()A光照时间越长光电流越大B入射光足够强就可以有光电流C遏止电压与入射光的频率有关D入射光频率大于极限频率才能产生光电子菜单随堂检测紧练兵自主落实固基础考点突破提知能一轮复习 新课标 物理（广东专用）1.氢原子的能级和轨道半径(1)氢原子的能级公式：En 1n2E1
10、(n1,2,3，)，其中 E1 为基态能量，其数值为 E113.6 eV.(2)氢原子的半径公式：rnn2r1(n1,2,3，)其中 r1 为基态半径，又称玻尔半径，其数值为 r10.531010 m.(3)原子能量：EnEknEpnE1n2，随 n 增大而增大，其中 E113.6 eV.(4)电子动能：电子绕氢原子核运动时静电力提供向心力，即 ke2r2mv2r，所以 Ekn12ke2rn，随 r 增大而减小菜单随堂检测紧练兵自主落实固基础考点突破提知能一轮复习 新课标 物理（广东专用）2氢原子的能级图(1)能级图如图1226所示图 1226菜单随堂检测紧练兵自主落实固基础考点突破提知能一轮
11、复习 新课标 物理（广东专用）(2)能级图中相关量意义的说明相关量表示意义能级图中的横线表示氢原子可能的能量状态定态横线左端的数字“1,2,3”表示量子数横线右端的数字“13.6，3.40”表示氢原子的能级相邻横线间的距离表示相邻的能级差，量子数越大相邻的能级差越小带箭头的竖线表示原子由较高能级向较低能级跃迁，原子跃迁的条件为hEmEn菜单随堂检测紧练兵自主落实固基础考点突破提知能一轮复习 新课标 物理（广东专用）(1)一群氢原子跃迁发出可能的光谱线数为 NC2nnn12，一个氢原子跃迁发出可能的光谱线数最多为(n1)(2)由能级图可知，由于电子的轨道半径不同，氢原子的能级不连续，这种现象叫能
12、量量子化菜单随堂检测紧练兵自主落实固基础考点突破提知能一轮复习 新课标 物理（广东专用）(2010重庆高考)氢原子部分能级的示意图如图 1227 所示不同色光的光子能量如下表所示：色光红橙黄绿蓝靛紫光子能量范围(eV)1.612.002.002.072.072.142.142.532.532.762.763.10 图 1227菜单随堂检测紧练兵自主落实固基础考点突破提知能一轮复习 新课标 物理（广东专用）处于某激发态的氢原子，发射的光的谱线在可见光范围内仅有2条，其颜色分别为()A红、蓝靛 B黄、绿C红、紫D蓝靛、紫【思路点拨】审题时着重注意以下两点：(1)不同色光的光子能量范围(2)处于某激
13、发态的氢原子在向低能级的跃迁中，放出不同能量的光子菜单随堂检测紧练兵自主落实固基础考点突破提知能一轮复习 新课标 物理（广东专用）【解析】先分别计算能级差由n2向n1跃迁时，E21E2E110.2 eV由n3向n1跃迁时，E31E3E112.09 eV由n3向n2跃迁时，E32E3E21.89 eV由n4向n3跃迁时，E43E4E30.66 eV由n4向n2跃迁时，E42E4E22.55 eV由于发光时光子的能量等于原子能级差根据以上数据的变化规律知，有两个能量分别为1.89 eV和2.55 eV的光子属于可见光，并且属于红光和蓝靛的范围，故选A.【答案】A菜单随堂检测紧练兵自主落实固基础考点
14、突破提知能一轮复习 新课标 物理（广东专用）2(2011全国高考)已知氢原子的基态能量为 E1，激发态能量 EnE1/n2，其中 n2,3，.用 h 表示普朗克常量，c 表示真空中的光速能使氢原子从第一激发态电离的光子的最大波长为()A4hc3E1 B2hcE1C4hcE1D9hcE1菜单随堂检测紧练兵自主落实固基础考点突破提知能一轮复习 新课标 物理（广东专用）【解析】处于第一激发态时 n2，故其能量 E2E14，电离时释放的能量 E0E2E14，而光子能量 Ehc，则解得 4hcE1，故C 正确，A、B、D 均错【答案】C菜单随堂检测紧练兵自主落实固基础考点突破提知能一轮复习 新课标 物理
15、（广东专用）(见学生用书第 215 页)1(2011天津高考)下列能揭示原子具有核式结构的实验是()A光电效应实验 B伦琴射线的发现C 粒子散射实验D氢原子光谱的发现【解析】光电效应实验说明光具有粒子性，故 A 错误伦琴射线为电磁波，故 B 错误卢瑟福由 粒子散射实验建立了原子的核式结构模型，故 C 正确氢原子光谱的发现说明原子光谱是不连续的，故 D 错误【答案】C菜单随堂检测紧练兵自主落实固基础考点突破提知能一轮复习 新课标 物理（广东专用）2(2011新课标全国高考)用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应，可能使该金属产生光电效应的措施是A改用频率更小的紫外线照射B改用X射线照射C改用强
16、度更大的原紫外线照射D延长原紫外线的照射时间【解析】金属发生光电效应必须使光的频率大于极限频率，X射线的频率大于紫外线的频率B对【答案】B菜单随堂检测紧练兵自主落实固基础考点突破提知能一轮复习 新课标 物理（广东专用）【解析】大量氢原子跃迁时，只有三个频率的光谱，这说明是从n3能级向低能级跃迁，根据能量守恒有，h3h2h1，解得：321，选项B正确【答案】B3(2010湖南高考)用频率为 0 的光照射大量处于基态的氢原子，在所发射的光谱中仅能观测到频率分别为 1、2、3 的三条谱线，且 321，则()A01 B321C0123D.111213菜单随堂检测紧练兵自主落实固基础考点突破提知能一轮复
17、习 新课标 物理（广东专用）4(2011四川高考)氢原子从能级m跃迁到能级n时辐射红光的频率为1，从能级n跃迁到能级k时吸收紫光的频率为2，已知普朗克常量为h，若氢原子从能级k跃迁到能级m，则()A吸收光子的能量为h1h2B辐射光子的能量为h1h2C吸收光子的能量为h2h1D辐射光子的能量为h2h1【解析】由题意可知：EmEnh1，EkEnh2.因为紫光的频率大于红光的频率，所以21，即k能级的能量大于m能级的能量，氢原子从能级k跃迁到能级m时向外辐射能量，其值为EkEmh2h1，故只有D项正确【答案】D菜单随堂检测紧练兵自主落实固基础考点突破提知能一轮复习 新课标 物理（广东专用）5(201
18、1福建高考)爱因斯坦因提出了光量子概念并成功地解释光电效应的规律而获得1921年诺贝尔物理学奖某种金属逸出光电子的最大初动能Ekm与入射光频率的关系如图1228所示，其中0为极限频率从图中可以确定的是()A逸出功与有关BEkm与入射光强度成正比C当0时，会逸出光电子D图中直线的斜率与普朗克常量有关【解析】由光电效应方程EkmhW、Wh0，与ykxb相对应可知只有D项正确【答案】D图 1228菜单随堂检测紧练兵自主落实固基础考点突破提知能一轮复习 新课标 物理（广东专用）6如图1229甲所示为氢原子的能级，图乙为氢原子的光谱已知谱线a是氢原子从n4的能级跃迁到n2的能级时的辐射光，则谱线b是氢原
19、子()甲乙氢原子的光谱，图下的数值和短线是波长的标尺图 1229菜单随堂检测紧练兵自主落实固基础考点突破提知能一轮复习 新课标 物理（广东专用）A从n3的能级跃迁到n2的能级时的辐射光B从n5的能级跃迁到n2的能级时的辐射光C从n4的能级跃迁到n3的能级时的辐射光D从n2的能级跃迁到n1的能级时的辐射光【解析】从氢原子光谱图上可以看出谱线a、b相邻且波长bb，而光子频率越大，在介质中的折射率越大，折射率越大，在同种介质中传播时传播速度越小，C项正确；氢原子在n2能级上需要吸收大于E3.4 eV的光子能量才可以发生电离，故D项错误【答案】C菜单随堂检测紧练兵自主落实固基础考点突破提知能一轮复习
20、新课标 物理（广东专用）8如图12211甲所示，合上开关，用光子能量为2.5 eV的一束光照射阴极K，发现电流表读数不为零调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于0.60 V时，电流表读数仍不为零，当电压表读数大于或等于0.60 V时，电流表读数为零把电路改为图乙，当电压表读数为2 V时，电子到达阳极时的最大动能为()甲 乙图 12211A0.6 eV B1.9 eVC2.6 eV D4.5 eV菜单随堂检测紧练兵自主落实固基础考点突破提知能一轮复习 新课标 物理（广东专用）【答案】C【解析】光子能量 h2.5 eV 的光照射阴极，电流表读数不为零，则能发生光电效应，由光电效应方程 h12mv2m
21、W，当电压表读数大于等于 0.6 V 时，电流表读数为零，则电子不能到达阳极，由动能定理 eU12mv2m知，最大初动能12mv2meU0.6 eV，对图乙当电压表读数为 2 V时，电子到达阳极的最大动能 Ek12mv2meU0.6 eV2 eV2.6 eV，故 C 正确菜单随堂检测紧练兵自主落实固基础考点突破提知能一轮复习 新课标 物理（广东专用）9(2011新课标全国高考)在光电效应实验中，某金属的截止频率相应的波长为0，该金属的逸出功为_若用波长为(0)的单色光做该实验，则其遏止电压为_已知电子的电荷量、真空中的光速和普朗克常量分别为e、c和h.【解析】设金属的截止频率为 0，则该金属的
22、逸出功 W0h0hc0；对光电子，由动能定理得 eU0hcW0，解得 U0hce00.【答案】hc0 hce00(写为hce00 也可)菜单随堂检测紧练兵自主落实固基础考点突破提知能一轮复习 新课标 物理（广东专用）10(2010海南高考)(1)能量为Ei的光子照射基态氢原子，刚好可使该原子中的电子成为自由电子这一能量Ei称为氢的电离能现用一频率为的光子从基态氢原子中击出了一电子，该电子在远离核以后速度的大小为_(用光子频率、电子质量m、氢原子的电离能Ei和普朗克常量h表示)(2)氢原子在基态时轨道半径r10.531010 m，能量E113.6 eV，求氢原子处于基态时：电子的势能；原子的电势
23、能；用波长是多少的光照射可使其电离？菜单随堂检测紧练兵自主落实固基础考点突破提知能一轮复习 新课标 物理（广东专用）【解析】(1)由能量守恒得12mv2hEi，解得电子速度为 v2hEim.(2)设处于基态的氢原子核外电子速度为 v1，则：ke2r21mv21r1.所以电子动能 Ek112mv21ke22r191091.61019220.5310101.61019 eV13.6 eV.因为 E1Ek1Ep1，所以 Ep1E1Ek113.6 eV13.6 eV27.2 eV.菜单随堂检测紧练兵自主落实固基础考点突破提知能一轮复习 新课标 物理（广东专用）设用波长 的光照射可使氢原子电离：hc 0E1.所以 hcE16.631034310813.61.61019 m0.914107 m.【答案】(1)2hEim(2)13.6 eV 27.2 eV 0.914107 m菜单随堂检测紧练兵自主落实固基础考点突破提知能一轮复习 新课标 物理（广东专用）本小节结束请按ESC键返回