浙江省高考物理總復(fù)習(xí) 14.1 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu)（選考部分B版）課件.ppt

加試要求 1 能量量子化 b 2 光的粒子性 c 3 粒子的波動性 c 4 概率波 b 5 不確定性關(guān)系 b 6 電子的發(fā)現(xiàn) a 7 原子的核式結(jié)構(gòu)模型 b 8 氫原子光譜 b 9 玻爾的原子模型 c 10 原子核的組成 a 11 放射性元素的衰變 c 12 探測射線的方法 a 13 放射性的應(yīng)用與防護 a 14 核力與結(jié)合能 c 15 核裂變 c 16 核聚變 c 17 粒子和宇宙 a 第1講波粒二象性原子結(jié)構(gòu) 考點一光的粒子性 知識梳理 1 能量子 1 定義 普朗克認為 帶電微粒輻射或吸收能量時 只能是輻射或吸收某個最小能量值的 這個不可再分的最小能量值 叫做能量子 2 大小 h 其中 是 h是 數(shù)值h 一般h取6 63 10 34j s 整數(shù)倍 電磁波的頻率 普朗克常量 6 626 10 34j s 2 光電效應(yīng) 1 定義照射到金屬表面的光 能使金屬中的從表面逸出的現(xiàn)象 2 光電子中發(fā)射出來的電子 3 光電效應(yīng)規(guī)律 每種金屬都有一個極限頻率 入射光的頻率必須這個極限頻率才能產(chǎn)生光電效應(yīng) 低于這個頻率的光不能產(chǎn)生光電效應(yīng) 電子 光電效應(yīng) 大于 光電子的最大初動能與入射光的無關(guān) 只隨入射光頻率的增大而 光電效應(yīng)的發(fā)生的 一般不超過10 9s 當入射光的頻率大于極限頻率時 飽和光電流的強度與入射光的強度成 強度 增大 幾乎瞬時 正比 3 愛因斯坦光電效應(yīng)方程 1 光子說在空間傳播的光是不連續(xù)的 而是一份一份的 每一份叫做一個光的能量子 簡稱光子 光子的能量 其中h 6 63 10 34j s 稱為普朗克常量 2 逸出功w0使電子脫離某種金屬所做功的 3 最大初動能發(fā)生光電效應(yīng)時 金屬表面上的吸收光子后克服原子核的引力逸出時所具有的動能的最大值 h 最小值 電子 w0 逸出功w0 3 光電效應(yīng)的圖象分析 題組訓(xùn)練 1 基礎(chǔ)考點 能量子 多選 對于帶電微粒的輻射和吸收能量時的特點 以下說法正確的是 a 以某一個最小能量值一份一份地輻射或吸收b 輻射和吸收的能量是某一最小值的整數(shù)倍c 吸收的能量可以是連續(xù)的d 輻射和吸收的能量是量子化的解析帶電微粒輻射和吸收能量時是以最小能量值 能量子 的整數(shù)倍一份一份地輻射或吸收的 是不連續(xù)的 故選項a b d正確 c選項錯 答案abd 2 基礎(chǔ)考點 光電效應(yīng)的實驗現(xiàn)象 多選 如圖所示 用導(dǎo)線把驗電器與鋅板相連接 當用紫外線照射鋅板時 發(fā)生的現(xiàn)象是 a 有光子從鋅板逸出b 有電子從鋅板逸出c 驗電器指針張開一個角度d 鋅板帶負電 解析用紫外線照射鋅板是能夠發(fā)生光電效應(yīng)的 鋅板上的電子吸收紫外線的能量從鋅板表面逸出 稱之為光電子 故a錯誤 b正確 鋅板與驗電器相連 帶有相同電性的電荷 鋅板失去電子應(yīng)該帶正電 且失去電子越多 帶正電的電荷量越多 驗電器指針張角越大 故c正確 d錯誤 答案bc 3 高考熱點 光電效應(yīng)的實驗規(guī)律 多選 光電效應(yīng)的實驗結(jié)論是 對某種金屬 a 無論光強多強 只要光的頻率小于極限頻率就不能產(chǎn)生光電效應(yīng)b 無論光的頻率多低 只要光照時間足夠長就能產(chǎn)生光電效應(yīng)c 超過極限頻率的入射光強度越弱 所產(chǎn)生的光電子的最大初動能就越小d 超過極限頻率的入射光頻率越高 所產(chǎn)生的光電子的最大初動能就越大 解析每種金屬都有它的極限頻率 0 只有入射光子的頻率大于極限頻率 0時 才會發(fā)生光電效應(yīng) 選項a正確 b錯誤 光電子的最大初動能與入射光的強度無關(guān) 隨入射光頻率的增大而增大 選項d正確 c錯誤 答案ad 答案ab 答案d 答案ek eb 波動 粒子 h 粒子 波動 普朗克常量h 運動 實物粒子 物質(zhì)波 3 概率波 1 光波是一種概率波光的波動性不是光子之間相互作用的結(jié)果而是光子自身固有的性質(zhì) 光子在空間出現(xiàn)的概率可以通過確定 所以 光波是一種 2 物質(zhì)波也是一種概率波對于電子和其他微觀粒子 單個粒子的位置是 但在某點出現(xiàn)的概率的大小可以由確定 而且對于大量粒子 這種概率分布導(dǎo)致確定的宏觀結(jié)果 所以物質(zhì)波也是概率波 波動規(guī)律 概率波 不確定的 波動規(guī)律 不確定性 x p 規(guī)律方法 1 光既具有粒子性 又具有波動性 對光的波粒二象性的理解 2 解答光的波粒二象性類型題時應(yīng)把握以下兩點 1 光具有波粒二象性 光波是一種概率波 2 單個光子的落點位置是不確定的 大量光子運動時落點位置服從概率分布規(guī)律 題組訓(xùn)練 1 基礎(chǔ)考點 對概率波的理解 多選 以下說法中正確的是 a 光波和物質(zhì)波都是概率波b 實物粒子不具有波動性c 光的波動性是光子之間相互作用引起的d 光通過狹縫后在屏上形成明暗相間的條紋 光子在空間出現(xiàn)的概率可以通過波動規(guī)律確定 解析光波和物質(zhì)波都是概率波 可通過波動規(guī)律來確定 故a d正確 b錯誤 光的波動性是光的屬性 不是光子間相互作用引起的 c錯誤 答案ad 答案cd 4 高考熱點 對光的波粒二象性的理解 用很弱的光做雙縫干涉實驗 把入射光減弱到可以認為光源和感光膠片之間不可能同時有兩個光子存在 如圖所示是不同數(shù)量的光子照射到感光膠片上得到的照片 這些照片說明 a 光只有粒子性沒有波動性b 光只有波動性沒有粒子性c 少量光子的運動顯示波動性 大量光子的運動顯示粒子性d 少量光子的運動顯示粒子性 大量光子的運動顯示波動性解析光具有波粒二象性 這些照片說明少量光子的運動顯示粒子性 大量光子的運動顯示波動性 故d正確 答案d 考點三電子的發(fā)現(xiàn)原子的核式結(jié)構(gòu)模型 知識梳理 1 電子的發(fā)現(xiàn) 1 英國物理學(xué)家使用氣體放電管對陰極射線進行了一系列實驗研究 讓陰極射線分別通過電場和磁場 根據(jù)現(xiàn)象 證明它是帶電的粒子流并求出其比荷 換用的陰極做實驗 所得的數(shù)值都相同 是氫離子比荷的近兩千倍 證明這種粒子是構(gòu)成各種物質(zhì)的共有成分 湯姆孫 偏轉(zhuǎn) 負 不同材料 比荷 2 電子 組成陰極射線的粒子稱為 密立根 油滴實驗 結(jié)論 電子 2 湯姆孫原子模型湯姆孫于1898年提出了原子模型 他認為原子是一個 彌漫性地均勻分布在整個球體內(nèi) 鑲嵌其中 球體 正電荷 電子 3 粒子散射實驗 1 實驗裝置 粒子源 放大鏡和 2 實驗現(xiàn)象 絕大多數(shù)的 粒子穿過金箔后 基本上的方向前進 少數(shù) 粒子發(fā)生了偏轉(zhuǎn) 極少數(shù) 粒子的偏轉(zhuǎn)角度 甚至有極個別 粒子幾乎被 撞了回來 3 實驗意義 盧瑟福通過 粒子散射實驗 否定了湯姆孫的原子模型 建立了模型 金箔 熒光屏 仍沿原來 大角度 大于90 核式結(jié)構(gòu) 4 核式結(jié)構(gòu)模型1911年由盧瑟福提出 在原子中心有一個很小的核 叫 它集中了原子全部的和幾乎全部的 在核外空間運動 5 原子核的電荷與尺度 原子核 正電荷 質(zhì)量 電子 題組訓(xùn)練 1 基礎(chǔ)考點 對陰極射線的理解 陰極射線從陰極射線管中的陰極發(fā)出 在其間的高電壓下加速飛向陽極 如圖所示 若要使射線向上偏轉(zhuǎn) 所加磁場的方向應(yīng)為 a 平行于紙面向左b 平行于紙面向上c 垂直于紙面向外d 垂直于紙面向里解析由于陰極射線的本質(zhì)是電子流 陰極射線方向向右傳播 說明電子的運動方向向右 相當于存在向左的電流 利用左手定則 使電子所受洛倫茲力方向平行于紙面向上 由此可知磁場方向應(yīng)為垂直于紙面向外 故選項c正確 答案c 2 基礎(chǔ)考點 粒子散射實驗 多選 關(guān)于 粒子散射實驗 下列說法正確的是 a 粒子穿過原子時 由于 粒子的質(zhì)量比電子大得多 電子不可能使 粒子的運動方向發(fā)生明顯的改變b 由于絕大多數(shù) 粒子穿過金箔后仍按原來方向前進 所以使 粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)的原因是在原子中極小的區(qū)域內(nèi)集中著對 粒子產(chǎn)生庫侖力的正電荷c 使 粒子穿過原子時 只有少數(shù)粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)的原因是原子核很小 粒子接近原子核的機會很小d 粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)的原因是 粒子穿過原子時 原子內(nèi)部兩側(cè)的正電荷對 粒子的斥力不相等 解析電子的質(zhì)量很小 當和 粒子作用時 對 粒子運動的影響極其微小 a正確 粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn) 說明原子核的正電荷和幾乎全部質(zhì)量集中在一個很小的區(qū)域內(nèi) 所以b c正確 d錯誤 答案abc 3 高考熱點 原子的核式結(jié)構(gòu) 多選 在 粒子散射實驗中 當 粒子最接近金原子核時 粒子符合下列哪種情況 a 動能最小b 電勢能最小c 粒子與金原子核組成的系統(tǒng)能量很小d 所受金原子核的斥力最大解析 粒子在接近金原子核的過程中 要克服庫侖斥力做功 動能減少 電勢能增大 兩者相距最近時 動能最小 電勢能最大 總能量守恒 根據(jù)庫侖定律 距離最近時斥力最大 答案ad 考點四氫原子光譜玻爾的原子模型 知識梳理 1 氫原子光譜的實驗規(guī)律 2 玻爾理論 1 定態(tài) 原子只能處于一系列的能量狀態(tài)中 在這些能量狀態(tài)中原子是的 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h h是普朗克常量 h 6 63 10 34j s 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)是的 因此電子的可能軌道也是的 不連續(xù) 穩(wěn)定 em en 不連續(xù) 不連續(xù) 3 能級 題組訓(xùn)練 1 基礎(chǔ)考點 對玻爾理論的理解 多選 關(guān)于玻爾的原子模型理論 下列說法正確的是 a 原子可以處于連續(xù)的能量狀態(tài)中b 原子的能量狀態(tài)不可能是連續(xù)的c 原子的核外電子在軌道上運動時 要向外輻射能量d 原子的核外電子在軌道上運動時 不向外輻射能量解析由玻爾的原子模型知原子的能量是不連續(xù)的 是量子化的 電子在定態(tài)軌道上繞核運動時 不向外輻射能量 處于定態(tài) 只有從高能級軌道向低能級軌道躍遷時 才向外輻射能量 答案bd 2 高考熱點