光電效應(yīng)復(fù)習(xí)

1、光子的波粒二象性光子的波粒二象性hmc 2hmcp粒子性粒子性波動性波動性（具有能量）（具有能量）（具有頻率）（具有頻率）（具有動量）（具有動量）hp光子的波動性二者通過光子的波動性二者通過 h h來聯(lián)系來聯(lián)系推廣：推廣：實物粒子也具有波粒二象性實物粒子也具有波粒二象性（具有波長）（具有波長）4hpxx不確定性關(guān)系：不確定性關(guān)系：光電效應(yīng)光電效應(yīng)康普頓效應(yīng)康普頓效應(yīng)光的干涉光的干涉光的衍射光的衍射GVAK陽陽極極陰陰極極(2)存在存在遏止電壓和截止頻率遏止電壓和截止頻率(3)具有瞬時性具有瞬時性0cWh0chWUe0WhEk光電效應(yīng)方程的圖像：光電效應(yīng)方程的圖像：外加電壓和光電流的關(guān)系（外加電

2、壓和光電流的關(guān)系（同種金屬同種金屬） 光子數(shù)光子數(shù)影響影響飽和電流飽和電流 光的光的頻率頻率影響影響遏止電壓遏止電壓IUc2OU黃光（強）黃光（強）黃光（弱）黃光（弱）藍(lán)光藍(lán)光Uc1解題的核心是由解題的核心是由 光電效應(yīng)方程光電效應(yīng)方程結(jié)合結(jié)合 動能與靜電力做功的關(guān)系動能與靜電力做功的關(guān)系 Ek = eUc寫出寫出 學(xué)生熟悉的形式學(xué)生熟悉的形式Uc = （藍(lán)字（藍(lán)字兩個變量）兩個變量）0kWhEeheW0U Ucc圖象是一條斜率為圖象是一條斜率為 的直線的直線eh遏止電壓遏止電壓U Uc c=0=0對應(yīng)的頻率就是截止頻率對應(yīng)的頻率就是截止頻率c c2、最大初出動能、最大初出動能-入射光頻率：入

3、射光頻率： Ekm- 圖像圖像-W0c截距和斜率的物理意義分別是什么？截距和斜率的物理意義分別是什么？EkmV0WhEk 第十八章第十八章 原子結(jié)構(gòu)原子結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)線索如下展開：學(xué)習(xí)線索如下展開：原子中正負(fù)電荷分布的研究原子中正負(fù)電荷分布的研究湯姆孫的原子模型湯姆孫的原子模型 盧瑟福提出新的假設(shè)（核式結(jié)構(gòu)模型）盧瑟福提出新的假設(shè)（核式結(jié)構(gòu)模型）被被 粒子散射實驗否定粒子散射實驗否定 氫原子光譜氫原子光譜波爾的原子結(jié)構(gòu)模型波爾的原子結(jié)構(gòu)模型二、玻爾的原子模型二、玻爾的原子模型玻爾玻爾模型模型定態(tài)假說定態(tài)假說原子只能處于一系列不連續(xù)的能量原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中，這些狀態(tài)稱為定態(tài)狀態(tài)中，這

4、些狀態(tài)稱為定態(tài)。軌道假說軌道假說原子不同能量狀態(tài)跟電子沿不同軌道原子不同能量狀態(tài)跟電子沿不同軌道繞核運動相對應(yīng)。因定態(tài)不連續(xù)，所繞核運動相對應(yīng)。因定態(tài)不連續(xù)，所以電子可能軌道分布也是不連續(xù)的以電子可能軌道分布也是不連續(xù)的。躍遷假說躍遷假說原子從一種定態(tài)躍遷到另一定態(tài)時原子從一種定態(tài)躍遷到另一定態(tài)時,要輻射（或吸收）一定頻率的光子要輻射（或吸收）一定頻率的光子,光子能量等于兩定態(tài)的能量差光子能量等于兩定態(tài)的能量差。nmEEh 高能級高能級低能級低能級放出光子放出光子吸收能量吸收能量12rnrn)6 .13(1112eVEEnEn3 , 2 , 1n 如圖所示,氫原子從n2的某一能級躍遷到n=2的

5、能級,輻射出能量為2.55 eV的光子.問最少要給基態(tài)的氫原子提供多少電子伏的能量,才能使它輻射上述能量的光子?請在圖中畫出獲得該能量后的氫原子可能的輻射躍遷圖. 答案：12.75 eV 第十九章第十九章 原子核的組成原子核的組成 名名稱稱 本本質(zhì)質(zhì) 符符號號在磁場在磁場中的偏中的偏轉(zhuǎn)情況轉(zhuǎn)情況在電場在電場中偏轉(zhuǎn)中偏轉(zhuǎn) 情況情況電電荷荷量量 射出射出 速度速度 電離電離 本領(lǐng)本領(lǐng) 貫穿貫穿 本領(lǐng)本領(lǐng)射射線線帶正帶正電的電的 粒子粒子流流 42He 偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn) 偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn) 2e約為約為c/10 強強 弱弱射射線線高速高速電電 子流子流 0-1e 偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn) 偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn) 一一e 接近接近c 較弱較弱 較強

6、較強射射線線 光光子流子流或高或高頻電頻電磁波磁波不偏轉(zhuǎn)不偏轉(zhuǎn)不偏轉(zhuǎn)不偏轉(zhuǎn) O C 弱弱 強強天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，使人們認(rèn)識到原子核具有復(fù)雜結(jié)天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，使人們認(rèn)識到原子核具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)，可以再分。構(gòu)，可以再分。二二. .衰變原則：衰變原則：（1 1） 衰變衰變: :（2 2）衰變衰變: :（3 3）衰變衰變: :伴隨伴隨 射線或射線或 射線產(chǎn)生射線產(chǎn)生. .三、半衰期三、半衰期Ttmm)21(0一、天然放射性衰變：一、天然放射性衰變：HeYXMZMZ4242 eYXMZMZ011 質(zhì)量數(shù)質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒。守恒，電荷數(shù)守恒。盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子:用用 粒子轟出氮原子產(chǎn)生氧的

7、同位素，方程：粒子轟出氮原子產(chǎn)生氧的同位素，方程： 147N十十42He=1780+11H 這是第一次實現(xiàn)原子核的人工轉(zhuǎn)變：用這是第一次實現(xiàn)原子核的人工轉(zhuǎn)變：用 粒子、質(zhì)子、粒子、質(zhì)子、 中子甚中子甚至光子去轟擊原子核都可實現(xiàn)原子核的轉(zhuǎn)變，通過這種方式可以研究至光子去轟擊原子核都可實現(xiàn)原子核的轉(zhuǎn)變，通過這種方式可以研究原子核的結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)和制造新元素。原子核的結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)和制造新元素。 原子核人工轉(zhuǎn)變放射性同位素：放射性同位素：有些元素的同位素具有放射性有些元素的同位素具有放射性 1934年約里奧一居里夫婦發(fā)現(xiàn)經(jīng)過年約里奧一居里夫婦發(fā)現(xiàn)經(jīng)過 粒子轟擊的鋁片中會有放射性粒子轟擊的鋁片中會有放射性30

8、15P，即：，即： 42He+2713Al=3015P+10 n 3015P=3014Si+01e 自然界里沒有天然的自然界里沒有天然的3015P,它是通過核反應(yīng)生成的人工放射性同位素。它是通過核反應(yīng)生成的人工放射性同位素。人工放射性的優(yōu)點：半衰期短，容易控制。人工放射性的優(yōu)點：半衰期短，容易控制。 放射性同位素的應(yīng)用與防止教學(xué)放射性同位素的應(yīng)用與防止教學(xué)1利用放射性同位素的射線利用放射性同位素的射線 (1)r射線探傷儀可檢查金屬內(nèi)部的損傷，其依據(jù)是射線探傷儀可檢查金屬內(nèi)部的損傷，其依據(jù)是r射線有很強的貫穿本射線有很強的貫穿本領(lǐng)。領(lǐng)。 (2)a射線帶電能最大，可使放射源周圍的空氣電離變成導(dǎo)電氣

9、體從而消除射線帶電能最大，可使放射源周圍的空氣電離變成導(dǎo)電氣體從而消除靜電積累。靜電積累。 (3)放射線能引起生物體內(nèi)的放射線能引起生物體內(nèi)的DNA的突變，這種作用可以應(yīng)用在放射線育的突變，這種作用可以應(yīng)用在放射線育種，放射線滅害蟲，放射作用保存食品以及醫(yī)療學(xué)上的種，放射線滅害蟲，放射作用保存食品以及醫(yī)療學(xué)上的“放療放療”等。等。 (4)做做“放射性標(biāo)記放射性標(biāo)記”的放射性同位素就是示蹤原子。的放射性同位素就是示蹤原子。2污染與防止污染與防止 放射線對人體組織的破壞作用是對細(xì)胞核的破壞，使用放射性同位素必放射線對人體組織的破壞作用是對細(xì)胞核的破壞，使用放射性同位素必須注意人身安全，同時要防止放

10、射性物質(zhì)對空氣、水源、用具等的污染。須注意人身安全，同時要防止放射性物質(zhì)對空氣、水源、用具等的污染。 結(jié)合能并不是由于核子結(jié)合成原子核而具有的能量，而是為把核結(jié)合能并不是由于核子結(jié)合成原子核而具有的能量，而是為把核子分開而需要的能量。這個能量巨大，如何求出這個能量？子分開而需要的能量。這個能量巨大，如何求出這個能量？應(yīng)用質(zhì)能應(yīng)用質(zhì)能方程和質(zhì)量虧損的概念，教學(xué)中應(yīng)注意一定的質(zhì)量方程和質(zhì)量虧損的概念，教學(xué)中應(yīng)注意一定的質(zhì)量m和一定的能量和一定的能量mc2相對應(yīng)的觀點相對應(yīng)的觀點, 以及原子核在變化時，其變化前后總質(zhì)量是不同以及原子核在變化時，其變化前后總質(zhì)量是不同的，這種質(zhì)量的差異對應(yīng)的就是核反應(yīng)

11、中所吸收或釋放的能量。的，這種質(zhì)量的差異對應(yīng)的就是核反應(yīng)中所吸收或釋放的能量。結(jié)合能結(jié)合能原子核越大，它的結(jié)合能越高原子核越大，它的結(jié)合能越高比結(jié)合能比結(jié)合能比核能越大，比核能越大，表示原子核中核子結(jié)合得越牢固，表示原子核中核子結(jié)合得越牢固，原子核越穩(wěn)定原子核越穩(wěn)定質(zhì)量虧損質(zhì)量虧損E=mc2核能核能 E= mc2原子核反應(yīng)中的質(zhì)量虧損并不破壞質(zhì)量守恒定律，在核能例題的計算中，原子核反應(yīng)中的質(zhì)量虧損并不破壞質(zhì)量守恒定律，在核能例題的計算中，要讓學(xué)生體會這一點，訓(xùn)練單位換算，原子質(zhì)量單位和千克的關(guān)系，焦要讓學(xué)生體會這一點，訓(xùn)練單位換算，原子質(zhì)量單位和千克的關(guān)系，焦耳和電子伏的關(guān)系。耳和電子伏的關(guān)系

12、。 核力和結(jié)合能寫出核反應(yīng)方程寫出核反應(yīng)方程計算質(zhì)量虧損計算質(zhì)量虧損m根據(jù)質(zhì)能方程根據(jù)質(zhì)能方程 E = mC2計算核能。計算核能。 注意質(zhì)量單位取注意質(zhì)量單位取kg 和和u的不同，若以原子質(zhì)量（的不同，若以原子質(zhì)量（u）為單位，可直接用為單位，可直接用E=m(u)931.5MeV.原子核的結(jié)合能原子核的結(jié)合能=核子的平均結(jié)合能核子的平均結(jié)合能核子數(shù)核子數(shù)核能的計算步驟核能的計算步驟第第6節(jié)節(jié) 重核的裂變重核的裂變 核裂變：核裂變：通過事例分析，可以讓學(xué)生總結(jié)出裂變的幾個特點：通過事例分析，可以讓學(xué)生總結(jié)出裂變的幾個特點： 裂變過程中能放出巨大的能量。裂變過程中能放出巨大的能量。 裂變的同時能放

13、出裂變的同時能放出23個個(或更多個或更多個)中子。中子。 裂變的產(chǎn)物不是唯一的。裂變的產(chǎn)物不是唯一的。 注意：裂變反應(yīng)的依據(jù)是實驗事實，不能僅憑反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)守恒和電荷注意：裂變反應(yīng)的依據(jù)是實驗事實，不能僅憑反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，杜撰各裂變反應(yīng)。重核裂變的機(jī)制，不做說明。數(shù)守恒，杜撰各裂變反應(yīng)。重核裂變的機(jī)制，不做說明。鏈?zhǔn)椒磻?yīng)：鏈?zhǔn)椒磻?yīng)：應(yīng)該讓學(xué)生了解，維持鏈?zhǔn)椒磻?yīng)要有一定的條件。要維持鏈?zhǔn)椒磻?yīng)該讓學(xué)生了解，維持鏈?zhǔn)椒磻?yīng)要有一定的條件。要維持鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，就要減少裂變物質(zhì)中的雜質(zhì)，還要增大裂變物質(zhì)的體積。這就引入了臨應(yīng)，就要減少裂變物質(zhì)中的雜質(zhì)，還要增大裂變物質(zhì)的體積。這就引入了臨界

14、體積的概念。界體積的概念。核反應(yīng)堆核反應(yīng)堆(可控鏈?zhǔn)椒磻?yīng)可控鏈?zhǔn)椒磻?yīng))：核反應(yīng)堆是可控的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)裝置，它能使核能平核反應(yīng)堆是可控的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)裝置，它能使核能平穩(wěn)釋放。核反應(yīng)堆主要由核燃料、減速劑、控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和防護(hù)穩(wěn)釋放。核反應(yīng)堆主要由核燃料、減速劑、控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和防護(hù)層組成。核燃料是由天然鈾或濃縮鈾制成的鈾棒。層組成。核燃料是由天然鈾或濃縮鈾制成的鈾棒。核反應(yīng)堆的教學(xué)，著重讓核反應(yīng)堆的教學(xué)，著重讓學(xué)生了解用人工方法控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)速度的原理，了解減速劑和控制棒的作用學(xué)生了解用人工方法控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)速度的原理，了解減速劑和控制棒的作用。核電站的教學(xué)：核電站的教學(xué)：讓學(xué)生了解目前所有

15、正式運行的核電站都是應(yīng)用裂變發(fā)電的。讓學(xué)生了解目前所有正式運行的核電站都是應(yīng)用裂變發(fā)電的。應(yīng)該適當(dāng)介紹世界上各發(fā)達(dá)國家以及一些發(fā)展中國家和地區(qū)在核能發(fā)電上取應(yīng)該適當(dāng)介紹世界上各發(fā)達(dá)國家以及一些發(fā)展中國家和地區(qū)在核能發(fā)電上取得的進(jìn)展，介紹我國正在建設(shè)中的廣東大亞灣和浙江秦山核電站的有關(guān)情況，得的進(jìn)展，介紹我國正在建設(shè)中的廣東大亞灣和浙江秦山核電站的有關(guān)情況，指明發(fā)展核電以適應(yīng)對能源日益增長的需要，是一種必然的趨勢。指明發(fā)展核電以適應(yīng)對能源日益增長的需要，是一種必然的趨勢。關(guān)于光電效應(yīng)下述說法中正確的是關(guān)于光電效應(yīng)下述說法中正確的是( )A、光電子的最大初動能隨著入射光的強度增、光電子的最大初動能

16、隨著入射光的強度增大而增大大而增大B、只要入射光的強度足夠強，照射時間足夠、只要入射光的強度足夠強，照射時間足夠長，就一定能產(chǎn)生光電效應(yīng)長，就一定能產(chǎn)生光電效應(yīng)C、在光電效應(yīng)中，飽和光電流的大小與入射、在光電效應(yīng)中，飽和光電流的大小與入射光的頻率無關(guān)光的頻率無關(guān)D、任何一種金屬都有一個極限頻率，低于這、任何一種金屬都有一個極限頻率，低于這個頻率的光不能發(fā)生光電效應(yīng)個頻率的光不能發(fā)生光電效應(yīng)答案：答案：D當(dāng)某種單色光照射到金屬表面時，金屬表面有光電子當(dāng)某種單色光照射到金屬表面時，金屬表面有光電子逸出如果光的強度減弱，頻率不變，則：逸出如果光的強度減弱，頻率不變，則：( )A光的強度減弱到某一最低

17、數(shù)值時，就沒有光電子光的強度減弱到某一最低數(shù)值時，就沒有光電子逸出逸出B單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)減少單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)減少C逸出光電子的最大初動能減小逸出光電子的最大初動能減小D單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)和光電子的最大初動單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)和光電子的最大初動能都要減小能都要減小B返回返回用某種單色光照射某種金屬表面，發(fā)生光電效應(yīng)，用某種單色光照射某種金屬表面，發(fā)生光電效應(yīng)，現(xiàn)將該單色光的光強減弱，則（現(xiàn)將該單色光的光強減弱，則（ ）A光電子的最大初動能不變光電子的最大初動能不變 B光電子的最大初動能減少光電子的最大初動能減少C單位時間內(nèi)產(chǎn)生的光電子數(shù)減少單位時間內(nèi)產(chǎn)生的光電子數(shù)減少

18、D可能不發(fā)生光電效應(yīng)可能不發(fā)生光電效應(yīng)A C返回返回在光電效應(yīng)實驗中，當(dāng)用光子能量在光電效應(yīng)實驗中，當(dāng)用光子能量E3.1eV的單色的單色光照射陰極光照射陰極K時，時，(如圖如圖)，產(chǎn)生少量電流，產(chǎn)生少量電流.若若K極接正極接正，A極接負(fù)，當(dāng)兩極間電壓為極接負(fù)，當(dāng)兩極間電壓為0.9V時，光電流恰好截時，光電流恰好截止止.那么當(dāng)那么當(dāng)A極接正，極接正，K極接負(fù)，電壓仍為極接負(fù)，電壓仍為0.9V的時光的時光電子到達(dá)電子到達(dá)A極的最大動能極的最大動能Ek2 eV，此金屬的，此金屬的逸出功逸出功W eV.解解：打出的光電子具有初動能，若：打出的光電子具有初動能，若A、K間加上反向電間加上反向電壓時，電場

19、力做負(fù)功，當(dāng)壓時，電場力做負(fù)功，當(dāng)E K=eU反反光電流恰好截止光電流恰好截止. E K1=0.9 eV由由 E K1=E-W 逸出功逸出功W=E- E K1 =2.2 eV 若若A、K間加上正向電壓時，電場力做正功，光電子間加上正向電壓時，電場力做正功，光電子 到達(dá)到達(dá)A極的最大動能為：極的最大動能為：Ek2E K1+ eU =0.9+0.9=1.8 eV1.82.2返回返回如圖，當(dāng)電鍵如圖，當(dāng)電鍵S斷開時，用光子能量斷開時，用光子能量為為2.5eV的一束光照射陰極的一束光照射陰極K，發(fā)現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)不為零。合上電鍵，調(diào)節(jié)電流表讀數(shù)不為零。合上電鍵，調(diào)節(jié)滑線變阻器，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表讀數(shù)小于滑

20、線變阻器，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表讀數(shù)小于0.60V時，電流表讀數(shù)仍不為零；當(dāng)時，電流表讀數(shù)仍不為零；當(dāng)電壓表讀數(shù)大于或等于電壓表讀數(shù)大于或等于0.60V時，電時，電流表讀數(shù)為零。由此可知陰極材料的流表讀數(shù)為零。由此可知陰極材料的逸出功為（逸出功為（ ）A1.9eV B0.6eV C2.5eV D3.1eV 解析：解析：電流表讀數(shù)剛好為零，說明剛好沒有光電子能夠到達(dá)陽極。電流表讀數(shù)剛好為零，說明剛好沒有光電子能夠到達(dá)陽極。根據(jù)動能定理，光電子的最大初動能剛好為根據(jù)動能定理，光電子的最大初動能剛好為0.6eV。由。由Ek=h-W0可知可知W0=1.9 eV。選。選A。 A 如圖所示，陰極K用極限波長0=0.

21、66 m的金屬銫制成的，用波長=0.5 m的綠光照射陰極K，調(diào)整兩個極板電壓.當(dāng)A板電壓比陰極高出2.5 V時，光電流達(dá)到飽和，電流表示數(shù)為0.64 A，求：（1）每秒鐘陰極發(fā)射的光電子數(shù)和光）每秒鐘陰極發(fā)射的光電子數(shù)和光電子飛出陰極時的最大初動能；電子飛出陰極時的最大初動能；（2）如果把照射陰極的單色光的光強）如果把照射陰極的單色光的光強 增為原來的增為原來的2倍，每秒鐘陰極發(fā)射的光倍，每秒鐘陰極發(fā)射的光電子數(shù)和光電子飛出陰極的最大初動能電子數(shù)和光電子飛出陰極的最大初動能. 四、原子能級躍遷問題四、原子能級躍遷問題/ /躍遷時電子動能、原子電勢能與原子能躍遷時電子動能、原子電勢能與原子能量的

22、變化量的變化 當(dāng)軌道半徑減小時，庫侖引力做正功，當(dāng)軌道半徑減小時，庫侖引力做正功，原子的電勢能原子的電勢能E Ep p減小，電子動能增大，減小，電子動能增大，原子能量減小反之，軌道半徑增大時，原子能量減小反之，軌道半徑增大時，原子電勢能增大，電子動能減小，原子原子電勢能增大，電子動能減小，原子能量增大能量增大 處于基態(tài)的一群氫原子受某種單色光的照射時，只發(fā)射波長為1、2、3的三種單色光，且123，則照射光的波長為（ ） A.1 B.1+2+3 C. D. C 如圖所示，是氫原子四個能級的示意圖。當(dāng)氫原子從n=4的能級躍遷到n=3的能級時，輻射出光子a，當(dāng)氫原子從n=3的能級躍遷到n=2的能級時

23、，輻射出光子b,則以下判斷正確的是 A.在真空中光子a的波長大于光子b的波長 B.光子a可使氫原子從n2躍遷到n=3的能級C.光子b可使處于n=3能級的氫原子電離 D.一群處于n=3能級上的氫原子向能低級躍遷時最多產(chǎn)生6種譜線AC 如圖所示為氫原子的能級示意圖，一群氫原子處于n=3的激發(fā)態(tài)，在向較低能級躍遷的過程中向外發(fā)出光子，用這些光照射逸出功為2.49eV的金屬鈉，下列說法中正確的是（ ）A從n=3的激發(fā)態(tài)躍遷到n=2的激發(fā)態(tài)時所發(fā)出的光的波長最短B這群氫原子能發(fā)出3種頻率不同的光，且均能使金屬鈉發(fā)生光 電效應(yīng)C金屬鈉表面所發(fā)出的光電子的初動能最大值為9.60eVD從n=3的激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時所發(fā)出的光能使金屬鈉發(fā)生光電效應(yīng)，且使光電子獲得最大初動能CD1 1： 經(jīng)過一系列經(jīng)過一系