2022年新教材高中物理第四章原子結(jié)構(gòu)和波粒二象性本章整合課件新人教版選擇性必修第三冊(cè)(共20張PPT)

1、內(nèi)容索引0102知識(shí)網(wǎng)絡(luò) 系統(tǒng)構(gòu)建重點(diǎn)題型 歸納剖析知識(shí)網(wǎng)絡(luò) 系統(tǒng)構(gòu)建原子結(jié)構(gòu)和波粒二象征 重點(diǎn)題型 歸納剖析一光電效應(yīng)規(guī)律及其應(yīng)用有關(guān)光電效應(yīng)的問(wèn)題主要有兩個(gè)方面:一是關(guān)于光電效應(yīng)現(xiàn)象的判斷,二是運(yùn)用光電效應(yīng)方程進(jìn)行計(jì)算。求解光電效應(yīng)問(wèn)題的關(guān)鍵在于掌握光電效應(yīng)規(guī)律,明確各概念之間的決定關(guān)系,準(zhǔn)確把握它們的內(nèi)在聯(lián)系。1.光電子的動(dòng)能可以是介于0Ekm 的任意值,只有從金屬表面逸出的光電子才具有最大初動(dòng)能,且隨入射光頻率增大而增大。2.光電效應(yīng)是單個(gè)光子和單個(gè)電子之間的相互作用產(chǎn)生的,金屬中的某個(gè)電子只能吸收一個(gè)光子的能量,只有當(dāng)電子吸收的能量足夠克服原子核的引力而逸出時(shí),才能產(chǎn)生光電效應(yīng)?！纠?/p>

2、題1】 用如圖甲所示的裝置研究光電效應(yīng)現(xiàn)象。閉合開(kāi)關(guān)S,用頻率為的光照射光電管時(shí)發(fā)生了光電效應(yīng)。圖乙是該光電管發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)光電子的最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率的關(guān)系圖像,圖線(xiàn)與橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為(a,0),與縱軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為(0,-b)。下列說(shuō)法正確的是()A.普朗克常量為h=B.斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S后,電流表G的示數(shù)不為零C.僅增強(qiáng)入射光,光電子的最大初動(dòng)能將增大D.僅增強(qiáng)入射光,電流表G的示數(shù)保持不變B 解析：由Ek=h-W0,可知圖線(xiàn)的斜率為普朗克常量,即h= ,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤。斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S后,光電子勻速運(yùn)動(dòng)到陽(yáng)極,所以電流表G的示數(shù)不為零,故選項(xiàng)B正確。只有增大入射光的頻率,才能增大光電子的最大初動(dòng)能

3、,與入射光的強(qiáng)弱無(wú)關(guān),故選項(xiàng)C錯(cuò)誤。僅增強(qiáng)入射光,單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出的光電子數(shù)增多,電流表G的示數(shù)增大,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。方法歸納 光電效應(yīng)規(guī)律中的兩條線(xiàn)索、兩個(gè)關(guān)系(1)兩條線(xiàn)索(2)兩個(gè)關(guān)系入射光越強(qiáng)光子數(shù)目越多發(fā)射光電子越多光電流越大;光子頻率越高光子能量越大產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能越大。二原子核式結(jié)構(gòu)模型盧瑟福核式結(jié)構(gòu)模型建立在粒子散射實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上,其考查主要有以下兩方面:(1)粒子散射實(shí)驗(yàn)的考查:主要是對(duì)散射實(shí)驗(yàn)裝置(包括儀器作用的簡(jiǎn)單描述)、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、現(xiàn)象分析和結(jié)論以及實(shí)驗(yàn)意義的考查。粒子散射實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)發(fā)展史上一個(gè)重要的實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果使人們對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的觀念發(fā)生了根本性變化,從而否定了湯姆孫的

4、原子結(jié)構(gòu)的棗糕模型。盧瑟福核式結(jié)構(gòu)模型建立的實(shí)驗(yàn)依據(jù)是絕大多數(shù)粒子穿過(guò)金箔基本上不發(fā)生偏轉(zhuǎn),少數(shù)發(fā)生偏轉(zhuǎn),極少數(shù)發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)。(2)盧瑟福核式結(jié)構(gòu)模型的考查:主要考查核式結(jié)構(gòu)內(nèi)容的描述和理解,并且知道原子是由原子核和電子組成的。特別是能從力的角度、功能關(guān)系角度分析求解有關(guān)圓軌跡或曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的軌跡問(wèn)題。【例題2】 下列粒子散射實(shí)驗(yàn)中,一束粒子穿越金箔內(nèi)一個(gè)金原子的軌跡示意圖,正確的是()解析：A選項(xiàng)中2應(yīng)該比1有更大偏轉(zhuǎn),3應(yīng)該比4有更大偏轉(zhuǎn)。B選項(xiàng)中2、3的偏轉(zhuǎn)方向錯(cuò)誤。C選項(xiàng)中3的偏轉(zhuǎn)方向錯(cuò)誤。在D選項(xiàng)中,2、4發(fā)生了明顯偏轉(zhuǎn),3離核最近,發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn),只有D正確。D 方法歸納 解決粒子散

5、射實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的技巧(1)熟記實(shí)驗(yàn)裝置及原理。(2)理解建立核式結(jié)構(gòu)模型的要點(diǎn)。核外電子不會(huì)使粒子的速度發(fā)生明顯改變。湯姆孫的原子模型不能解釋粒子的大角度散射。少數(shù)粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn),甚至反彈回來(lái),表明這些粒子在原子中的某個(gè)地方受到了質(zhì)量比它本身大得多的物體的作用。絕大多數(shù)粒子在穿過(guò)厚厚的金原子層時(shí)運(yùn)動(dòng)方向沒(méi)有明顯變化,說(shuō)明原子中絕大部分是空的,原子的質(zhì)量、電荷量都集中在體積很小的核內(nèi)。三玻爾理論與能級(jí)躍遷1.氫原子的半徑公式:rn=n2r1(n=1,2,3,),其中r1為基態(tài)半徑,又稱(chēng)玻爾半徑,r1=0.5310-10 m。2.氫原子的能級(jí)公式:En= E1(n=1,2,3,),其中E1為基態(tài)

6、能量,E1=-13.6 eV。3.氫原子的能級(jí)圖,如圖所示。(1)能級(jí)圖中的橫線(xiàn)表示氫原子可能的能量狀態(tài)定態(tài)。(2)橫線(xiàn)左端的數(shù)字“1,2,3,”表示量子數(shù),右端的數(shù)字“-13.6,-3.4,”表示氫原子的能量。(3)相鄰橫線(xiàn)間的距離,表示相鄰的能級(jí)差,量子數(shù)越大,相鄰的能級(jí)差越小。(4)帶箭頭的豎線(xiàn)表示原子由較高能級(jí)向較低能級(jí)躍遷,原子躍遷條件為h=En-Em(mn)?！纠}3】 已知?dú)湓踊鶓B(tài)的電子軌道為r1=0.52810-10 m,量子數(shù)為n的能級(jí)值為En=- eV。(1)求電子在基態(tài)軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)能。(2)有大量氫原子處于量子數(shù)n=3的激發(fā)態(tài),畫(huà)出能級(jí)圖,在圖上用箭頭標(biāo)明這些氫原子

7、能發(fā)出哪幾條光譜線(xiàn)。(3)計(jì)算這幾條光譜線(xiàn)中波長(zhǎng)最短的一條的波長(zhǎng)。其中靜電力常量k=9.0109 Nm2/C2,電子電荷量e=1.610-19 C,普朗克常量h=6.6310-34 Js,真空中光速c=3.0108 m/s。解析：(1)設(shè)電子的質(zhì)量為m,電子在基態(tài)軌道上的速率為v1,根據(jù)牛頓第二定律和庫(kù)侖定律有所以 J=2.1810-18 J=13.6 eV。(2)當(dāng)氫原子從量子數(shù)n=3的能級(jí)躍遷到較低能級(jí)時(shí),可以得到3條光譜線(xiàn),如圖所示。(3)與波長(zhǎng)最短的一條光譜線(xiàn)對(duì)應(yīng)的能級(jí)差為E3-E1。方法歸納 氫原子躍遷規(guī)律的應(yīng)用1.躍遷過(guò)程中吸收或輻射光子的頻率和波長(zhǎng)滿(mǎn)足h=|En-Em|,h =|

8、En-Em|。2.使原子能級(jí)躍遷的兩種粒子光子與實(shí)物粒子。(1)原子若是吸收光子的能量而被激發(fā),則光子的能量必須等于兩能級(jí)的能量差,否則不被吸收。不存在激發(fā)到n能級(jí)時(shí)能量有余,而激發(fā)到n+1能級(jí)時(shí)能量不足,則可激發(fā)到n能級(jí)的可能。(2)原子還可吸收外來(lái)實(shí)物粒子(例如自由電子)的能量而被激發(fā),由于實(shí)物粒子的動(dòng)能可部分地被原子吸收,所以只要入射粒子的能量大于等于兩能級(jí)的能量差值,就可使原子發(fā)生能級(jí)躍遷。3.原子躍遷時(shí)需要注意的兩個(gè)問(wèn)題。(1)注意大量原子和一個(gè)原子:氫原子核外只有一個(gè)電子,在某段時(shí)間內(nèi),由某一軌道躍遷到另一個(gè)軌道時(shí),只能出現(xiàn)所有可能情況中的一種,但是如果有大量的氫原子,這些原子的核外電子躍遷時(shí)就會(huì)有各種情況出現(xiàn)。(2)注意躍遷與電離:h=En-Em只適用于光子和原子作