高三物理一輪復(fù)習042光電效應(yīng)能級的躍遷教學借鑒

1、042光電效應(yīng) 能級的躍遷一、考綱展示知識點要求考情把握考試預(yù)測光電效應(yīng)2017 年全國t19本專題的主要考點有經(jīng)典物理理論、原子和原子核部分的最新科技成果。愛因斯坦光電效應(yīng)方程氫原子光譜、氫原子的能級結(jié)構(gòu)、能級公式二、課程標準（1）知道光電效應(yīng)現(xiàn)象，會用光電效應(yīng)方程解釋光電效應(yīng)現(xiàn)象;理解能級躍遷的規(guī)律。三、重點難點突破重點1、光電效應(yīng)方程;2、能級的躍遷。難點1、光電效應(yīng)方程;2、能級的躍遷。四、知識框架構(gòu)建梳理4.1對光電效應(yīng)的理解典例1 用如圖所示的光電管研究光電效應(yīng)的實驗中，用某種頻率的單色光a照射光電管陰極k，電流計g的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。而用另一頻率的單色光b照射光電管陰極k時，電流計g

2、的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，那么(ab)aa光的頻率一定大于b光的頻率b只增加a光的強度可使通過電流計g的電流增大c增加b光的強度可能使電流計g的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)d用a光照射光電管陰極k時通過電流計g的電流是由d到c跟蹤練習1在光電效應(yīng)實驗中，用頻率為的光照射光電管陰極，發(fā)生了光電效應(yīng)。下列說法正確的是(ad)a增大入射光的強度，光電流增大b減小入射光的強度，光電效應(yīng)現(xiàn)象消失c改用頻率小于的光照射，一定不發(fā)生光電效應(yīng)d改用頻率大于的光照射，光電子的最大初動能變大反思總結(jié)1與光電效應(yīng)有關(guān)的五組概念對比(1)光子與光電子：光子指光在空間傳播時的每一份能量，光子不帶電；光電子是金屬表面受到光照射時發(fā)射出來的電子，

3、其本質(zhì)是電子。光子是光電效應(yīng)的因，光電子是果。(2)光電子的動能與光電子的最大初動能：光照射到金屬表面時，電子吸收光子的全部能量，可能向各個方向運動，需克服原子核和其他原子的阻礙而損失一部分能量，剩余部分為光電子的初動能；只有金屬表面的電子直接向外飛出時，只需克服原子核的引力做功的情況，才具有最大初動能。光電子的初動能小于等于光電子的最大初動能。(3)光電流和飽和光電流：金屬板飛出的光電子到達陽極，回路中便產(chǎn)生光電流，隨著所加正向電壓的增大，光電流趨于一個飽和值，這個飽和值是飽和光電流，在一定的光照條件下，飽和光電流與所加電壓大小無關(guān)。(4)入射光強度與光子能量：入射光強度指單位時間內(nèi)照射到金

4、屬表面單位面積上的總能量。(5)光的強度與飽和光電流：飽和光電流與入射光強度成正比的規(guī)律是對頻率相同的光照射金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)而言的，對于不同頻率的光，由于每個光子的能量不同，飽和光電流與入射光強度之間沒有簡單的正比關(guān)系。2光電效應(yīng)的研究思路(1)兩條線索：(2)兩條對應(yīng)關(guān)系：光強大光子數(shù)目多發(fā)射光電子多光電流大；光子頻率高光子能量大光電子的最大初動能大。4.2愛因斯坦的光電效應(yīng)方程及應(yīng)用典例2 圖是某金屬在光的照射下，光電子最大初動能ek與入射光頻率的關(guān)系圖像，由圖像可知(ab)a該金屬的逸出功等于e b該金屬的逸出功等于h0c入射光的頻率為20時，產(chǎn)生的光電子的最大初動能為2ed入射光的頻率

5、為時，產(chǎn)生的光電子的最大初動能為跟蹤練習2在光電效應(yīng)實驗中，飛飛同學用同一光電管在不同實驗條件下得到了三條光電流與電壓之間的關(guān)系曲線(甲光、乙光、丙光)，如圖所示。則可判斷出(b)a甲光的頻率大于乙光的頻率b乙光的波長大于丙光的波長c乙光對應(yīng)的截止頻率大于丙光的截止頻率d甲光對應(yīng)的光電子最大初動能大于丙光的光電子最大初動能反思總結(jié)1三個關(guān)系(1)愛因斯坦光電效應(yīng)方程ekhw0。(2)光電子的最大初動能ek可以利用光電管用實驗的方法測得，即ekeuc，其中uc是遏止電壓。(3)光電效應(yīng)方程中的w0為逸出功，它與極限頻率c的關(guān)系是w0hc。2四類圖像圖像名稱圖線形狀由圖線直接(間接)得到的物理量最

6、大初動能ek與入射光頻率的關(guān)系圖線極限頻率：圖線與軸交點的橫坐標c逸出功：圖線與ek軸交點的縱坐標的值w0|e|e普朗克常量：圖線的斜率kh顏色相同、強度不同的光，光電流與電壓的關(guān)系遏止電壓uc：圖線與橫軸的交點飽和光電流im：電流的最大值最大初動能：ekmeuc顏色不同時，光電流與電壓的關(guān)系遏止電壓uc1、uc2飽和光電流最大初動能ek1euc1，ek2euc2遏止電壓uc與入射光頻率的關(guān)系圖線截止頻率c：圖線與橫軸的交點遏止電壓uc：隨入射光頻率的增大而增大普朗克常量h：等于圖線的斜率與電子電量的乘積，即hke。(注：此時兩極之間接反向電壓)4.3能級躍遷典例3 氫原子能級的示意圖如圖所示

7、，大量氫原子從n4的能級向n2的能級躍遷時輻射出可見光a，從n3的能級向n2的能級躍遷時輻射出可見光b，則(a)a氫原子在n2的能級時可吸收能量為3.6 ev的光子而發(fā)生電離b氫原子從n4的能級向n3的能級躍遷時輻射出光子的能量可以小于0.66 evcb光比a光的波長短d氫原子從n4的能級可輻射出5種頻率的光子跟蹤練習3紅寶石激光器的工作物質(zhì)紅寶石含有鉻離子的三氧化二鋁晶體，利用其中的鉻離子產(chǎn)生激光。鉻離子的能級如圖所示，e1是基態(tài)，e2是亞穩(wěn)態(tài)，e3是激發(fā)態(tài)，若以脈沖氙燈發(fā)出波長為1的綠光照射晶體，處于基態(tài)的鉻離子受激發(fā)躍遷到e3，然后自發(fā)躍遷到e2，釋放波長為2的光子，處于亞穩(wěn)態(tài)e2的離子

8、躍遷到基態(tài)時輻射出的光就是激光，這種激光的波長為(a)a. b. c. d.反思總結(jié)1對氫原子能級圖的理解(1)能級圖如圖所示。 (2)能級圖中相關(guān)量意義的說明：相關(guān)量意義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)橫線右端的數(shù)字“13.6，3.4”表示氫原子的能量相鄰橫線間的距離表示相鄰的能量差，量子數(shù)越大相鄰的能量差越小，距離越小帶箭頭的豎線表示原子由較高能級向較低能級躍遷，原子躍遷的條件為hemen2兩類能級躍遷(1)自發(fā)躍遷：高能級低能級，釋放能量，發(fā)出光子。光子的頻率。(2)受激躍遷：低能級高能級，吸收能量。光照(吸收光子)：光子的能量必須恰等于能

9、級差he。碰撞、加熱等：只要入射粒子能量大于或等于能級差即可，e外e。大于電離能的光子被吸收，將原子電離。3譜線條數(shù)的確定方法(1)一個氫原子躍遷發(fā)出可能的光譜線條數(shù)最多為(n1)。(2)一群氫原子躍遷發(fā)出可能的光譜線條數(shù)的兩種求解方法。用數(shù)學中的組合知識求解：nc。利用能級圖求解：在氫原子能級圖中將氫原子躍遷的各種可能情況一一畫出，然后相加。五、高考真題1、（2017全國卷多選）在光電效應(yīng)實驗中，分別用頻率為，的單色光a、b照射到同種金屬上，測得相應(yīng)的遏止電壓分別為和、光電子的最大初動能分別為和。為普朗克常量。下列說法正確的是（ bc ）a若>，則一定有b若>，則一定有c若，則一定有d若>，則一定有2、（2014山東卷多選）氫原子能級如圖13­3­5，當氫原子從n3躍遷到n2的能級時，輻射光的波長為656