第1節(jié)光電效應氫原子光譜知識點一|光電效應波粒二象性1．光電效應定義：在光的照耀下從金屬表面發(fā)射出電子的現(xiàn)象(發(fā)射出的電子稱為光電子)。產(chǎn)生條件：入射光的頻次大于金屬極限頻次。光電效應規(guī)律①存在著飽和電流：對于必定顏色的光，入射光越強，單位時間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)越多。②存在著制止電壓和截止頻次：光電子的能量只與入射光的頻次相關(guān)，而與入射光的強弱沒關(guān)。當入射光的頻次低于截止頻次時不發(fā)生光電效應。③光電效應擁有剎時性：當頻次超出截止頻次時，不論入射光如何輕微，幾乎在照到金屬時立刻產(chǎn)生光電流，時間不超出10－9s。2．光電效應方程基本物理量①光子的能量ε＝hν，此中h＝6.626×10－34J·s(稱為普朗克常量)。②逸出功：使電子離開某種金屬所做功的最小值。③最大初動能：發(fā)生光電效應時，金屬表面上的電子汲取光子后戰(zhàn)勝原子核的引力逸出時所擁有動能的最大值。光電效應方程：Ek＝hν－W0。[判斷正誤](1)光子說中的光子，指的是光電子。(×)(2)只需光足夠強，照耀時間足夠長，就必定能發(fā)生光電效應。(×)(3)極限頻次越大的金屬資料逸出功越大。(√)與光電效應相關(guān)的五組觀點對照1．光子與光電子：光子指光在空間流傳時的每一份能量，光子不帶電；光電子是金屬表面遇到光照耀時發(fā)射出來的電子，其實質(zhì)是電子。光子是光電效應的因，光電子是果。2．光電子的動能與光電子的最大初動能：光照耀到金屬表面時，電子汲取光子的所有能量，可能向各個方向運動，需戰(zhàn)勝原子核和其余原子的阻擋而損失一部分能量，節(jié)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，只需戰(zhàn)勝原子核的引力做功的狀況，才擁有最大初動能。光電子的初動能小于或等于光電子的最大初動能。3．光電流與飽和光電流：金屬板飛出的光電子抵達陽極，回路中便產(chǎn)生光電流，跟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，在必定的光照條件下，飽和光電流與所加電壓大小沒關(guān)。4．入射光強度與光子能量：入射光強度指單位時間內(nèi)照耀到金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)律是對頻次同樣的光照耀金屬產(chǎn)生光電效應而言的，對于不一樣頻次的光，因為每個光子的能量不一樣，飽和光電流與入射光強度之間沒有簡單的正比關(guān)系?？挤?光電效應的實驗現(xiàn)象1．(多項選擇)(2016·全國卷Ⅰ改編)現(xiàn)用某一光電管進行光電效應實驗，當用某一頻次的光入射時，有光電流產(chǎn)生。以下說法正確的選項是( )A．保持入射光的頻次不變，入射光的光強變大，飽和光電流變大B．入射光的頻次變高，飽和光電流變大C．保持入射光的光強不變，不停減小入射光的頻次，一直有光電流產(chǎn)生D．制止電壓的大小與入射光的頻次相關(guān)，與入射光的光強沒關(guān)AD[依據(jù)光電效應實驗得出的結(jié)論：保持入射光的頻次不變，入射光的光強變大，飽和光電流變大，故

A正確，B錯誤；制止電壓的大小與入射光的頻次相關(guān)，

與入射光的光強沒關(guān)，保持入射光的光強不變，若低于截止頻次，則沒有光電流產(chǎn)生，故

C錯誤，

D正確。

]2.(2019

·化州模擬

)如下圖是光電管的工作原理電路圖，

一束波長為λ1的單色光照耀到光電管的陰極，電路中產(chǎn)生了光電流，以下判斷正確的選項是

(

)A．若電路中電源的正、負極反接后，電路中仍可能有光電流B．單色光照耀一段時間后，才能察看到電流表指針轉(zhuǎn)動C．若另一束波長為λ2的單色光(λ2>λ1)照耀到光電管的陰極時，電路中也可能產(chǎn)生光電流但光電流必定比上次小D．入射光的強度一準時，電路中光電流的大小隨電壓的增大而連續(xù)增大[將電路中電源的電極反接，光電子做減速運動，有可能抵達陽極，所以還可能有光電流，A正確。光電效應擁有剎時性，若能產(chǎn)生光電流，則不需要等候時間，B錯誤。換用波長為λ2(λ2>λ1)的光照耀陰極時，光的頻次變小，但光電流的大小與光的強度相關(guān)，與光的頻次沒關(guān)，仍可能發(fā)生光電效應，C錯誤。增添電路中電源的路端電壓，光電流達到飽和電流時不再增大，D錯誤。][考法指導]光電效應的研究思路兩條線索兩條對應關(guān)系光強盛→光子數(shù)量多→發(fā)射光電子多→光電流大光子頻次高→光子能量大→光電子的最大初動能大三點提示①可否發(fā)生光電效應，不取決于光的強度而取決于光的頻次。②光電效應中的“光”不是特指可見光，也包含不行見光。③逸出功的大小由金屬自己決定，與入射光沒關(guān)?？挤?光電效應方程的應用3.(2018·全國卷Ⅱ)用波長為300nm的光照耀鋅板，電子逸出鋅板表面的最大初動能為1.28×10－19J。已知普朗克常量為6.63×10－34J·s，真空中的光速為3.00×108－1m·s。能使鋅產(chǎn)生光電效應的單色光的最低頻次約為( )A．1×1014HzB．8×1014HzC．2×1015HzD．8×1015HzB[依據(jù)愛因斯坦光電效應方程Ek＝hν－W0＝hc－h(huán)ν0，代入數(shù)據(jù)解得ν0≈8×1014Hz，λB正確。]4.(多項選擇)(2017·全國卷Ⅲ)在光電效應實驗中，分別用頻次為νa、νb的單色光a、b照射到同種金屬上，測得相應的制止電壓分別為a和b、光電子的最大初動能分別為ka和kb。UUEEh為普朗克常量。以下說法正確的選項是( )A．若νa>νb，則必定有Ua＜UbB．若νa>νb，則必定有Eka＞EkbC．若Ua＜Ub，則必定有Eka＜EkbD．若νa>νb，則必定有hνa－Eka＞hνb－EkbBC[光電效應中制止電壓與最大初動能之間的關(guān)系為eU＝Ek，依據(jù)光電效應方程可知Ekhν－W0，若νa＞νb，則Eka＞Ekb，Ua＞Ub，選項A錯誤，選項B正確；若Ua＜Ub，則Eka＜Ekb，選項C正確；由光電效應方程可得W0＝hν－Ek，則hνa－Eka＝hνb－Ekb，選項D錯誤。][考法指導

]

三個關(guān)系愛因斯坦光電效應方程光電子的最大初動能

Ek＝hν－W0。Ek能夠利用光電管用實驗的方法測得，即

Ek＝eUc，此中

Uc是制止電壓。光電效應方程中的

W0為逸出功，它與極限頻次

νc的關(guān)系是

W0＝hνc?？挤?光電效應圖象問題5．(2019·南平檢測)用如圖甲所示的裝置研究光電效應現(xiàn)象。閉合開關(guān)S，用頻次為ν的光照耀光電管時發(fā)生了光電效應。圖乙是該光電管發(fā)生光電效應光陰電子的最大初動能Ek與入射光頻次ν的關(guān)系圖象，圖線與橫軸的交點坐標為(a,0)，與縱軸的交點坐標為(0，－b)，以下說法中正確的選項是( )甲乙aA．普朗克常量為h＝bB．斷開開關(guān)S后，電流表G的示數(shù)不為零C．僅增添照耀光的強度，光電子的最大初動能將增大D．保持照耀光強度不變，僅提升照耀光頻次，電流表G的示數(shù)保持不變bB[由

hν＝W0＋Ek，變形得

Ek＝hν－W0，可知圖線的斜率為普朗克常量，即

h＝a，故

A錯誤；斷開開關(guān)

S后，仍有光電子產(chǎn)生，所以電流表

G的示數(shù)不為零，故

B正確；只有增大入射光的頻次，才能增大光電子的最大初動能，與光的強度沒關(guān)，故

C錯誤；保持照耀光強度不變，僅提升照耀光頻次，單個光子的能量增大，而光的強度不變，那么光子數(shù)必定減少，發(fā)出的光子數(shù)也減少，電流表

G的示數(shù)要減小，故

D錯誤。

]6.(多項選擇)(2019·義烏模擬)用甲、乙兩種單色光照耀同一金屬做光電效應實驗，發(fā)現(xiàn)光電流與電壓的關(guān)系如下圖。已知普朗克常量為h，被照耀金屬的逸出功為W0，制止電壓為Uc，電子的電荷量為e，則以下說法正確的選項是( )A．甲光的強度大于乙光的強度B．甲光的頻次大于乙光的頻次C．甲光照耀時產(chǎn)生的光電子初動能均為eUcW0＋eUcD．乙光的頻次為hAD[依據(jù)光的強度越強，則光電子數(shù)量越多，對應的光電流越大，即可判斷甲光的強度1212較大，選項A正確；由光電效應方程2mv＝hν－W0，2mv＝Uce，由圖可知，甲、乙的制止電壓同樣，故甲、乙的頻次同樣，選項B錯誤；甲光照耀時產(chǎn)生的光電子的最大初動能為c，eU12Ue＋W選項C錯誤；依據(jù)c0mv＝hν－W0＝Uce，可得ν＝h，選項D正確。]2[考法指導]圖象名稱圖線形狀由圖線直接(間接)獲取的物理量最大初動能Ek與入①極限頻次：圖線與ν軸交點的橫坐標νc②逸出功：圖線與Ek軸交點的縱坐標的值，射光頻次ν的關(guān)系0＝|－|＝E圖線WE③普朗克常量：圖線的斜率k＝h顏色同樣、強度不一樣①制止電壓U：圖線與橫軸的交點c的光，光電流與電壓②飽和光電流Im：電流的最大值的關(guān)系圖線③最大初動能：Ekm＝eUc顏色不一樣的光，光電①制止電壓U、Uc1c2流與電壓的關(guān)系圖②飽和光電流線③最大初動能k1＝c1，k2＝c2EeUEeU①截止頻次νc：圖線與橫軸的交點制止電壓U與入射②制止電壓U：隨入射光頻次的增大而增大cc光頻次ν的關(guān)系圖③普朗克常量h：等于圖線的斜率與電子電線量的乘積，即h＝ke(注：此時兩極之間接反向電壓)考法4對波粒二象性的理解7．(多項選擇)(2019·西安檢測)對于物質(zhì)的波粒二象性，以下說法中正確的選項是( )A．不單光子擁有波粒二象性，全部運動的微粒都擁有波粒二象性B．運動的微觀粒子與光子同樣，當它們經(jīng)過一個小孔時，都沒有特定的運動軌道C．顛簸性和粒子性，在宏觀現(xiàn)象中是矛盾的、對峙的，但在微觀高速運動的現(xiàn)象中是統(tǒng)一的D．實物的運動有特定的軌道，所以實物不擁有波粒二象性ABC[波粒二象性是微觀世界獨有的規(guī)律，全部運動的微粒都擁有波粒二象性，

A正確。因為微觀粒子的運動恪守不確立關(guān)系，所以運動的微觀粒子與光子同樣，當它們經(jīng)過一個小孔發(fā)生衍射時，都沒有特定的運動軌道，B正確。波粒二象性合用于微觀高速領(lǐng)域，宏觀物體運動形成的德布羅意波的波長很小，很難被察看到，但它仍有波粒二象性，知識點二|α粒子散射實驗與核式構(gòu)造模型

C正確。D錯誤。]1．實驗現(xiàn)象絕大多半α粒子穿過金箔后，基本上仍沿本來的方向行進，但少量α粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，很少量α粒子甚至被撞了回來。如下圖。2．原子的核式構(gòu)造模型在原子中心有一個很小的核，原子所有的正電荷和幾乎所有質(zhì)量都集中在核里，帶負電的電子在核外空間繞核旋轉(zhuǎn)。[判斷正誤](1)原子核集中了原子所有的正電荷和質(zhì)量。(×)(2)原子中絕大多半是空的，原子核很小。(√)(3)核式構(gòu)造學說是盧瑟福在α粒子散射實驗的基礎(chǔ)上提出的。(√)1．以下與α粒子散射實驗結(jié)果一致的是( )A．所有α粒子穿過金箔后偏轉(zhuǎn)角度都很小B．大多半α粒子發(fā)生較大角度的偏轉(zhuǎn)C．向各個方向運動的α粒子數(shù)量基真相等D．很少量α粒子發(fā)生大角度的偏轉(zhuǎn)[當α粒子穿過原子時，電子對α粒子影響很小，影響α粒子運動的主假如原子核，離原子核遠的α粒子遇到的庫侖斥力很小，運動方向幾乎不改變，只有當α粒子距離原子核很近時，才會遇到很大的庫侖斥力，而原子核很小，所以只有很少量的的偏轉(zhuǎn)，而絕大多半基本按直線方向行進，實驗結(jié)果是：離原子核遠的離原子核近的α粒子偏轉(zhuǎn)角度大，正對原子核的α粒子返回，故

α粒子發(fā)生大角度α粒子偏轉(zhuǎn)角度小，A、B、C錯誤，D正確。]2．從α粒子散射實驗結(jié)果出發(fā)推出的結(jié)論有：①金原子內(nèi)部大多半都是空的；②金原子是一個球體；③湯姆孫的原子模型不切合原子構(gòu)造的實質(zhì)狀況；④原子核的半徑約是10－15m，此中正確的選項是( )A．①②③

B．①③④C．①②④

D．①②③④B[α粒子散射實驗的結(jié)果表示，

原子是由原子核和核外電子組成的，

原子核體積很小，質(zhì)量大，原子的質(zhì)量主要集中在原子核上，原子核外有一個特別大的空間，核外電子環(huán)繞原子核做高速運動，則從α粒子散射實驗結(jié)果出發(fā)推出的結(jié)論有金原子內(nèi)部大多半都是空的，湯姆孫的原子模型不切合原子構(gòu)造的實質(zhì)狀況，原子核的半徑約是10－15m，不可以說明金原子是球體，B正確。]知識點三|氫原子光譜和玻爾理論1．光譜(1)光譜：用光柵或棱鏡能夠把光按波長睜開，獲取光的波長(頻次)和強度散布的記錄，即光譜。(2)光譜分類：①線狀譜光譜是一條條的亮線。②連續(xù)譜光譜是連在一同的光帶。(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1λ＝R11n＝3,4,5，)，是里德伯常量，＝1.10×107m－1n為量子數(shù)。22－2(，nRR2．玻爾理論定態(tài)：原子只好處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中，在這些能量狀態(tài)中原子是穩(wěn)固的，電子固然繞核運動，但其實不向外輻射能量。躍遷：原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài)時，它輻射或汲取必定頻次的光子，光子的能量由這兩個定態(tài)的能量差決定，即hν＝m－n(h是普朗克常量，＝6.63×10－34J·s)。EEh軌道：原子的不一樣能量狀態(tài)跟電子在不一樣的圓周軌道繞核運動相對應。原子的定態(tài)是不連續(xù)的，所以電子的可能軌道也是不連續(xù)的。3．氫原子的能級、能級公式氫原子的能級圖能級圖如下圖。氫原子的能級公式1n＝1,2,3，)，此中1為基態(tài)能量，其數(shù)值為1＝－13.6eV。n＝21(EnEEE氫原子的半徑公式rn＝n2r1(n＝1,2,3，)，此中r1為基態(tài)半徑，又稱玻爾半徑，其數(shù)值為r1＝0.53×10－10m。[判斷正誤](1)在玻爾模型中，原子的狀態(tài)是不連續(xù)的。(√)(2)發(fā)射光譜可能是連續(xù)光譜，也可能是線狀譜。(√)(3)玻爾理論成功地解說了氫原子光譜，也成功地解說了氦原子光譜。(×)1．一個氫原子從n＝3能級躍遷到n＝2能級，該氫原子( )A．放出光子，能量增添B．放出光子，能量減少C．汲取光子，能量增添D．汲取光子，能量減少B[氫原子從高能級向低能級躍遷時，放出光子，能量減少，應選項B正確，A、C、D錯誤。]2．(2019·貴陽模擬)對于原子模型，以下說法錯誤的選項是( )A．湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子，表示原子擁有核式構(gòu)造B．盧瑟福達成的α粒子散射實驗，說了然原子的“棗糕”模型是不正確的C．依據(jù)玻爾理論，氫原子核外電子從高能級向低能級躍遷時，輻射出光子D．依據(jù)玻爾理論，氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時，電子的動能減小，原子總能量增添A[電子是湯姆孫發(fā)現(xiàn)的，不可以說明原子的核式構(gòu)造，A錯誤。盧瑟福經(jīng)過α粒子散射實驗，提出原子擁有核式構(gòu)造，B正確。依據(jù)玻爾理論，氫原子核外電子從高能級向低能級躍遷時，能量減少，輻射出光子，C正確。氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時，電子的電勢能增大，動能減??；因為電子在此躍遷過程中，汲取光子，故原子總能量增添，D正確。]3．(多項選擇)(2019·南通檢測)已知氫原子基態(tài)能量為－13.6eV，以下說法正確的有()A．使n＝2能級的氫原子電離起碼需要汲取3.4eV的能量B．氫原子由＝3能級躍遷到＝2能級，放出光子，能量增添nnC．處于基態(tài)的氫原子汲取能量為10.2eV的光子躍遷到n＝4的激發(fā)態(tài)D．大批處于n＝3激發(fā)態(tài)的氫原子會輻射出3種不一樣頻次的光子AD[氫原子基態(tài)能量為－13.6eV，n＝2能級的能量E＝－13.6eV＝－3.4eV，所以要22使處于n＝2能級的氫原子電離起碼需要汲取3.4eV的能量，A正確。氫原子由n