高中物理光電效應知識點

1、一、光電效應和氫原子光譜知識點一：光電效應現(xiàn)象1.光電效應的實驗規(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，低于這個極限頻率則不能發(fā)生光電效應(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.2光子說愛因斯坦提出：空間傳播的光不是連續(xù)的，而是一份一份的，每一份稱為一個光子，光子具有的能量與光的頻率成正比，即：h，其中h6.63×1034 J·s.3光電效應

2、方程(1)表達式：hEkW0或EkhW0.(2)物理意義：金屬中的電子吸收一個光子獲得的能量是h，這些能量的一部分用來克服金屬的逸出功W0，剩下的表現(xiàn)為逸出后電子的最大初動能Ekmv2.知識點二： 粒子散射實驗與核式結(jié)構(gòu)模型1.盧瑟福的粒子散射實驗裝置(如圖1321所示)2實驗現(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1322所示粒子散射實驗的分析圖3原子的核式結(jié)構(gòu)模型在原子中心有一個很小的核，原子全部的正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在核里，帶負電的電子在核外空間繞核旋轉(zhuǎn)知識點三：氫原子光譜和玻爾理論1.光譜(1)光譜：用光柵或棱

3、鏡可以把光按波長展開，獲得光的波長(頻率)和強度分布的記錄，即光譜(2)光譜分類有些光譜是一條條的亮線，這樣的光譜叫做線狀譜有的光譜是連在一起的光帶，這樣的光譜叫做連續(xù)譜(3)氫原子光譜的實驗規(guī)律巴耳末線系是氫原子光譜在可見光區(qū)的譜線，其波長公式R()(n3,4,5，)，R是里德伯常量，R1.10×107 m1，n為量子數(shù)2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

4、，h6.63×1034 J·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)的點撥：易錯提醒(1)一群氫原子躍遷發(fā)出可能的光譜線數(shù)為NC，一個氫原子躍遷發(fā)出可能的光譜線數(shù)最多為(n1)(2)由能級圖可知，由于電子的軌道半徑不同，氫原子的能級不連續(xù)，這種現(xiàn)象叫能量量子化考點一：對光電效應的理解1.光電效應的實質(zhì)光子照射到金屬表面，某個電子吸收光子的能量使其動能變大，當電子的動能增大到足以克服原子核的引力時，便飛出金屬表面成為光電子2極限頻率的實質(zhì)光子的能量和頻率有關(guān)，而金屬中電子克服原子核引力需要的能量是

5、一定的，光子的能量必須大于金屬的逸出功才能發(fā)生光電效應這個能量的最小值等于這種金屬對應的逸出功，所以每種金屬都有一定的極限頻率3對光電效應瞬時性的理解光照射到金屬上時，電子吸收光子的能量不需要積累，吸收的能量立即轉(zhuǎn)化為電子的能量，因此電子對光子的吸收十分迅速4.圖1324光電效應方程電子吸收光子能量后從金屬表面逸出，其中只有直接從金屬表面飛出的光電子才具有最大初動能，根據(jù)能量守恒定律，EkhW0.如圖1324所示5用光電管研究光電效應(1)常見電路(如圖1325所示)圖1325(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

6、光電子多光電流大(3)常見概念辨析規(guī)律總結(jié)：(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)在發(fā)生光電效應的過程中，并非所有光電子都具有最大初動能，只有從金屬表面直接發(fā)出的光電子初動能才最大考點二：氫原子能級和能級躍遷1.氫原子的能級圖能級圖如圖1326所示圖13262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hEmEn3.關(guān)于光譜線

7、條數(shù)的兩點說明(1)一群氫原子躍遷發(fā)出可能的光譜線條數(shù)為NC.(2)一個氫原子躍遷發(fā)出可能的光譜線條數(shù)最多為(n1)二、核反應和核能知識點一：天然放射現(xiàn)象和衰變1.天然放射現(xiàn)象(1)天然放射現(xiàn)象元素自發(fā)地放出射線的現(xiàn)象，首先由貝可勒爾發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，說明原子核具有復雜的結(jié)構(gòu)(2)放射性和放射性元素物質(zhì)發(fā)射某種看不見的射線的性質(zhì)叫放射性具有放射性的元素叫放射性元素(3)三種射線：放射性元素放射出的射線共有三種，分別是射線、射線、射線(4)放射性同位素的應用與防護放射性同位素：有天然放射性同位素和人工放射性同位素兩類，放射性同位素的化學性質(zhì)相同應用：消除靜電、工業(yè)探傷、作示蹤原子等防護：防

8、止放射性對人體組織的傷害2原子核的衰變(1)原子核放出粒子或粒子，變成另一種原子核的變化稱為原子核的衰變(2)分類衰變：XYHe衰變：XYe(3)半衰期：放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時間半衰期由原子核內(nèi)部的因素決定，跟原子所處的物理、化學狀態(tài)無關(guān)點撥：易錯提醒知識點二：核反應和核能1.核反應在核物理學中，原子核在其他粒子的轟擊下產(chǎn)生新原子核的過程在核反應中，質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒2核力核子間的作用力核力是短程力，作用范圍在1.5×1015 m之內(nèi)，只在相鄰的核子間發(fā)生作用3核能核子結(jié)合為原子核時釋放的能量或原子核分解為核子時吸收的能量，叫做原子核的結(jié)合能，亦稱核能4質(zhì)能方程

9、、質(zhì)量虧損愛因斯坦質(zhì)能方程Emc2，原子核的質(zhì)量必然比組成它的核子的質(zhì)量和要小m，這就是質(zhì)量虧損由質(zhì)量虧損可求出釋放的核能Emc2.【考點解析：重點突破】考點一：衰變和半衰期1.原子核衰變規(guī)律衰變類型衰變衰變衰變方程XYHeAZXYe衰變實質(zhì)2個質(zhì)子和2個中子結(jié)合成一個整體拋射出中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子和電子2H2nHenHe衰變規(guī)律電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒、動量守恒2.對半衰期的理解(1)根據(jù)半衰期的概念，可總結(jié)出公式N余N原()t/，m余m原()t/式中N原、m原表示衰變前的放射性元素的原子核數(shù)和質(zhì)量，N余、m余表示衰變后尚未發(fā)生衰變的放射性元素的原子核數(shù)和質(zhì)量，t表示衰變時間，表示半衰期(2)影響因

10、素：放射性元素衰變的快慢是由原子核內(nèi)部因素決定的，跟原子所處的物理狀態(tài)(如溫度、壓強)或化學狀態(tài)(如單質(zhì)、化合物)無關(guān)考點二：核反應方程的書寫類型可控性核反應方程典例衰變衰變自發(fā)92U90ThHe衰變自發(fā)90Th91Pa01e人工轉(zhuǎn)變?nèi)斯た刂?NHe8OH(盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子)HeBe6Cn(查德威克發(fā)現(xiàn)中子)AlHePnPSi01e約里奧居里夫婦發(fā)現(xiàn)放射性同位素，同時發(fā)現(xiàn)正電子重核裂變比較容易進行人工控制92Un56BaKr3n92Un54XeSr10n輕核聚變目前無法控制HHHen規(guī)律總結(jié)(1)核反應過程一般都是不可逆的，所以核反應方程只能用單向箭頭表示反應方向，不能用等號連接(2)核反應的生

11、成物一定要以實驗為基礎(chǔ)，不能憑空只依據(jù)兩個守恒規(guī)律杜撰出生成物來寫核反應方程(3)核反應遵循質(zhì)量數(shù)守恒而不是質(zhì)量守恒；遵循電荷數(shù)守恒考點三：核能的產(chǎn)生和計算1.獲得核能的途徑(1)重核裂變：重核俘獲一個中子后分裂成為兩個中等質(zhì)量的核的反應過程重核裂變的同時放出幾個中子，并釋放出大量核能為了使鈾235裂變時發(fā)生鏈式反應，鈾塊的體積應大于它的臨界體積(2)輕核聚變：某些輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核的反應過程，同時釋放出大量的核能，要想使氘核和氚核合成氦核，必須達到幾百萬度以上的高溫，因此聚變反應又叫熱核反應2核能的計算方法(1)應用Emc2：先計算質(zhì)量虧損m，注意m的單位1 u1.66×1027