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

1、內容索引0102知識網(wǎng)絡 系統(tǒng)構建重點題型 歸納剖析知識網(wǎng)絡 系統(tǒng)構建原子結構和波粒二象征 重點題型 歸納剖析一光電效應規(guī)律及其應用有關光電效應的問題主要有兩個方面:一是關于光電效應現(xiàn)象的判斷,二是運用光電效應方程進行計算。求解光電效應問題的關鍵在于掌握光電效應規(guī)律,明確各概念之間的決定關系,準確把握它們的內在聯(lián)系。1.光電子的動能可以是介于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能,且隨入射光頻率增大而增大。2.光電效應是單個光子和單個電子之間的相互作用產(chǎn)生的,金屬中的某個電子只能吸收一個光子的能量,只有當電子吸收的能量足夠克服原子核的引力而逸出時,才能產(chǎn)生光電效應。【例

2、題1】 用如圖甲所示的裝置研究光電效應現(xiàn)象。閉合開關S,用頻率為的光照射光電管時發(fā)生了光電效應。圖乙是該光電管發(fā)生光電效應時光電子的最大初動能Ek與入射光頻率的關系圖像,圖線與橫軸的交點坐標為(a,0),與縱軸的交點坐標為(0,-b)。下列說法正確的是()A.普朗克常量為h=B.斷開開關S后,電流表G的示數(shù)不為零C.僅增強入射光,光電子的最大初動能將增大D.僅增強入射光,電流表G的示數(shù)保持不變B 解析：由Ek=h-W0,可知圖線的斜率為普朗克常量,即h= ,故選項A錯誤。斷開開關S后,光電子勻速運動到陽極,所以電流表G的示數(shù)不為零,故選項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能

3、,與入射光的強弱無關,故選項C錯誤。僅增強入射光,單位時間內發(fā)出的光電子數(shù)增多,電流表G的示數(shù)增大,故選項D錯誤。方法歸納 光電效應規(guī)律中的兩條線索、兩個關系(1)兩條線索(2)兩個關系入射光越強光子數(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能越大。二原子核式結構模型盧瑟福核式結構模型建立在粒子散射實驗基礎上,其考查主要有以下兩方面:(1)粒子散射實驗的考查:主要是對散射實驗裝置(包括儀器作用的簡單描述)、實驗現(xiàn)象、現(xiàn)象分析和結論以及實驗意義的考查。粒子散射實驗是物理學發(fā)展史上一個重要的實驗,實驗結果使人們對物質結構的觀念發(fā)生了根本性變化,從而否定了湯姆孫的

4、原子結構的棗糕模型。盧瑟福核式結構模型建立的實驗依據(jù)是絕大多數(shù)粒子穿過金箔基本上不發(fā)生偏轉,少數(shù)發(fā)生偏轉,極少數(shù)發(fā)生大角度偏轉。(2)盧瑟福核式結構模型的考查:主要考查核式結構內容的描述和理解,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、功能關系角度分析求解有關圓軌跡或曲線運動的軌跡問題?！纠}2】 下列粒子散射實驗中,一束粒子穿越金箔內一個金原子的軌跡示意圖,正確的是()解析：A選項中2應該比1有更大偏轉,3應該比4有更大偏轉。B選項中2、3的偏轉方向錯誤。C選項中3的偏轉方向錯誤。在D選項中,2、4發(fā)生了明顯偏轉,3離核最近,發(fā)生大角度偏轉,只有D正確。D 方法歸納 解決粒子散

5、射實驗問題的技巧(1)熟記實驗裝置及原理。(2)理解建立核式結構模型的要點。核外電子不會使粒子的速度發(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,甚至反彈回來,表明這些粒子在原子中的某個地方受到了質量比它本身大得多的物體的作用。絕大多數(shù)粒子在穿過厚厚的金原子層時運動方向沒有明顯變化,說明原子中絕大部分是空的,原子的質量、電荷量都集中在體積很小的核內。三玻爾理論與能級躍遷1.氫原子的半徑公式:rn=n2r1(n=1,2,3,),其中r1為基態(tài)半徑,又稱玻爾半徑,r1=0.5310-10 m。2.氫原子的能級公式:En= E1(n=1,2,3,),其中E1為基態(tài)

6、能量,E1=-13.6 eV。3.氫原子的能級圖,如圖所示。(1)能級圖中的橫線表示氫原子可能的能量狀態(tài)定態(tài)。(2)橫線左端的數(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)相鄰橫線間的距離,表示相鄰的能級差,量子數(shù)越大,相鄰的能級差越小。(4)帶箭頭的豎線表示原子由較高能級向較低能級躍遷,原子躍遷條件為h=En-Em(mn)?！纠}3】 已知氫原子基態(tài)的電子軌道為r1=0.52810-10 m,量子數(shù)為n的能級值為En=- eV。(1)求電子在基態(tài)軌道上運動時的動能。(2)有大量氫原子處于量子數(shù)n=3的激發(fā)態(tài),畫出能級圖,在圖上用箭頭標明這些氫原子

7、能發(fā)出哪幾條光譜線。(3)計算這幾條光譜線中波長最短的一條的波長。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)設電子的質量為m,電子在基態(tài)軌道上的速率為v1,根據(jù)牛頓第二定律和庫侖定律有所以 J=2.1810-18 J=13.6 eV。(2)當氫原子從量子數(shù)n=3的能級躍遷到較低能級時,可以得到3條光譜線,如圖所示。(3)與波長最短的一條光譜線對應的能級差為E3-E1。方法歸納 氫原子躍遷規(guī)律的應用1.躍遷過程中吸收或輻射光子的頻率和波長滿足h=|En-Em|,h =|

8、En-Em|。2.使原子能級躍遷的兩種粒子光子與實物粒子。(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的能量差,否則不被吸收。不存在激發(fā)到n能級時能量有余,而激發(fā)到n+1能級時能量不足,則可激發(fā)到n能級的可能。(2)原子還可吸收外來實物粒子(例如自由電子)的能量而被激發(fā),由于實物粒子的動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的能量差值,就可使原子發(fā)生能級躍遷。3.原子躍遷時需要注意的兩個問題。(1)注意大量原子和一個原子:氫原子核外只有一個電子,在某段時間內,由某一軌道躍遷到另一個軌道時,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就會有各種情況出現(xiàn)。(2)注意躍遷與電離:h=En-Em只適用于光子和原子作