1、第1節(jié)光電效應氫原子光譜1考綱變化：本章內容是模塊35中的部分內容，考綱要求由原來的“選考內容”調至“必考內容”2考情總結：作為“選考內容”時，對原子和原子核的考查，以基礎為主，難度不大，主要以選擇題的形式出現(xiàn)3命題預測：調到“必考內容”以后，預計命題的熱點不變，仍然集中在光電效應、氫原子能級結構、半衰期、核反應方程及核能的計算等方面，考查題型仍然是選擇題第1節(jié)光電效應氫原子光譜知識點1光電效應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，其隨入射光頻率的增

2、大而增大(3)大于極限頻率的光照射金屬時，光電流強度(反映單位時間內發(fā)射出的光電子數的多少)與入射光強度成正比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h6.631034 Js.3光電效應方程(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2粒子散射實驗與核式結構模型1實驗現(xiàn)象絕大多數粒子穿過金箔后，基本上仍沿原來的方向前進，但少數粒子發(fā)生了大角度偏轉，極少數粒子甚至被撞了

3、回來如圖1211所示粒子散射實驗的分析圖圖12112原子的核式結構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量都集中在核里，帶負電的電子在核外空間繞核旋轉知識點3氫原子光譜和玻爾理論1光譜(1)光譜：用光柵或棱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，R1.10107 m1，n為量子數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

4、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，h6.631034 Js)(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3.氫原子的能級、能級公式(1)氫原子的能級圖能級圖如圖1212所示圖1212(2)氫原子的能級公式EnE1(n1,2,3，)，其中E1為基態(tài)能量，其數值為E113.6_eV.(3)氫原子的半徑公式rnn2r1(n1,2,3，)，其中r1為基

5、態(tài)半徑，又稱玻爾半徑，其數值為r10.531010 m.1正誤判斷(1)光子說中的光子，指的是光電子()(2)只要光足夠強，照射時間足夠長，就一定能發(fā)生光電效應()(3)原子核集中了原子全部的正電荷和質量()(4)在玻爾模型中，原子的狀態(tài)是不連續(xù)的()(5)發(fā)射光譜可能是連續(xù)光譜，也可能是線狀譜()2對粒子散射實驗的考查從粒子散射實驗結果出發(fā)推出的結論有：金原子內部大部分都是空的；金原子是一個球體；湯姆孫的原子模型不符合原子結構的實際情況；原子核的半徑約是1015m，其中正確的是() 【導學號：】ABCDB粒子散射實驗的結果表明，原子是由原子核和核外電子構成的，原子核體積很小，質量大，原子的質

6、量主要集中在原子核上，原子核外有一個非常大的空間，核外電子圍繞原子核做高速運動，則從粒子散射實驗結果出發(fā)推出的結論有金原子內部大部分都是空的，湯姆孫的原子模型不符合原子結構的實際情況，原子核的半徑約是1015m，不能說明金原子是球體，B正確3對光電效應的考查(多選)如圖1213為用光照射鋅板產生光電效應的裝置示意圖光電子的最大初動能用Ek表示、入射光的強度用C表示、入射光的波長用表示、入射光的照射時間用t表示、入射光的頻率用表示則下列說法正確的是()圖1213AEk與C無關BEk與成反比CEk與t成正比DEk與成線性關系AD由EkhW0知，Ek與照射光的強度及照射時間無關，與成線性關系，A、D

7、正確，C錯誤；由EkW0可知，Ek與不成反比，B錯誤4對氫原子光譜的考查如圖1214所示，1、2、3、4為玻爾理論中氫原子最低的四個能級用以下能量的光子照射基態(tài)的氫原子時，能使氫原子躍遷到激發(fā)態(tài)的是()圖1214A1.51 eVB3.4 eVC10.2 eVD10.3 eVC入射光子的能量只有等于原子所處能級與某一較高能級的差值時，入射光的光子才能被吸收，原子才能被激發(fā)，選C.對光電效應的理解1.與光電效應有關的五組概念對比(1)光子與光電子：光子指光在空間傳播時的每一份能量，光子不帶電；光電子是金屬表面受到光照射時發(fā)射出來的電子，其本質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

8、光電子的最大初動能：光照射到金屬表面時，電子吸收光子的全部能量，可能向各個方向運動，需克服原子核和其他原子的阻礙而損失一部分能量，剩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，只需克服原子核的引力做功的情況，才具有最大初動能(3)光電流和飽和光電流：金屬板飛出的光電子到達陽極，回路中便產生光電流，隨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，在一定的光照條件下，飽和光電流與所加電壓大小無關(4)入射光強度與光子能量：入射光強度指單位時間內照射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)律是對頻率相同的光照射金屬產

9、生光電效應而言的，對于不同頻率的光，由于每個光子的能量不同，飽和光電流與入射光強度之間沒有簡單的正比關系2光電效應的研究思路(1)兩條線索：(2)兩條對應關系：入射光強度大光子數目多發(fā)射光電子多光電流大；光子頻率高光子能量大光電子的最大初動能大題組通關1(多選)在光電效應實驗中，用頻率為的光照射光電管陰極，發(fā)生了光電效應，下列說法正確的是()A增大入射光的強度，光電流增大B減小入射光的強度，光電效應現(xiàn)象不會消失C改用頻率小于的光照射，一定不發(fā)生光電效應D改用頻率大于的光照射，光電子的最大初動能變大ABD增大入射光強度，單位時間內照射到單位面積的光電子數增加，則光電流將增大，故選項A正確；光電效

10、應是否發(fā)生取決于照射光的頻率，而與照射強度無關，故選項B正確；用頻率為的光照射光電管陰極，發(fā)生光電效應，用頻率較小的光照射時，若光的頻率仍大于極限頻率，則仍會發(fā)生光電效應，選項C錯誤；根據hW逸mv2可知，增加照射光頻率，光電子的最大初動能也增大，故選項D正確2(多選)在探究光電效應現(xiàn)象時，某小組的同學分別用波長為、2的單色光照射某金屬，逸出的光電子最大速度之比為21，普朗克常量用h表示，光在真空中的速度用c表示則() 【導學號：】A光電子的最大初動能之比為21B該金屬的截止頻率為C該金屬的截止頻率為D用波長為的單色光照射該金屬時能發(fā)生光電效應BD由于兩種單色光照射下，逸出的光電子的最大速度之

11、比為21，由Ekmv2可知，光電子的最大初動能之比為41，A錯誤；又由hWEk知，hWmv，hWmv，又v12v2，解得Wh，則該金屬的截止頻率為，B正確，C錯誤；光的波長小于或等于3時才能發(fā)生光電效應，D正確兩點提醒1能否發(fā)生光電效應取決于入射光的頻率而不是入射光的強度2光電子的最大初動能隨入射光子頻率的增大而增大，但二者不是正比關系愛因斯坦的光電效應方程及應用1三個關系(1)愛因斯坦光電效應方程EkhW0.(2)光電子的最大初動能Ek可以利用光電管用實驗的方法測得，即EkeUc，其中Uc是遏止電壓(3)光電效應方程中的W0為逸出功，它與極限頻率c的關系是W0hc.2四類圖象圖象名稱圖線形狀

12、由圖線直接(間接)得到的物理量最大初動能Ek與入射光頻率的關系圖線極限頻率：圖線與軸交點的橫坐標c逸出功：圖線與Ek軸交點的縱坐標的值W0|E|E普朗克常量：圖線的斜率kh顏色相同、強度不同的光，光電流與電壓的關系圖線遏止電壓Uc：圖線與橫軸的交點飽和光電流Im：電流的最大值最大初動能：EkmeUc顏色不同時，光電流與電壓的關系圖線遏止電壓Uc1、Uc2飽和光電流最大初動能Ek1eUc1，Ek2eUc2遏止電壓Uc與入射光頻率的關系圖線截止頻率c：圖線與橫軸的交點遏止電壓Uc：隨入射光頻率的增大而增大普朗克常量h：等于圖線的斜率與電子電量的乘積，即hke.(注：此時兩極之間接反向電壓)多維探究

13、考向1光電效應方程的應用1(2017撫州模擬)人們發(fā)現(xiàn)光電效應具有瞬時性和對各種金屬都存在極限頻率的規(guī)律請問誰提出了何種學說很好地解釋了上述規(guī)律？已知鋅的逸出功為3.34 eV，用某單色紫外線照射鋅板時，逸出光電子的最大速度為106 m/s，求該紫外線的波長.(電子質量Me9.111031 kg，普朗克常量h6.631034 Js,1 eV1.601019 J)【解析】愛因斯坦提出的光子說很好地解釋了光電效應現(xiàn)象由愛因斯坦光電效應方程：EkhW0光速、波長、頻率之間關系：c聯(lián)立得紫外線的波長為 m2.009107 m【答案】愛因斯坦的光子說很好地解釋了光電效應 2009107 m考向2與光電效

14、應有關的圖象問題2(多選)(2017武威模擬)如圖1215是某金屬在光的照射下產生的光電子的最大初動能Ek與入射光頻率的關系圖象由圖象可知()圖1215A該金屬的逸出功等于EB該金屬的逸出功等于h0C入射光的頻率為20時，產生的光電子的最大初動能為ED入射光的頻率為時，產生的光電子的最大初動能為ABC由愛因斯坦的光電效應方程：EkhW0，對應圖線可得，該金屬的逸出功W0Eh0，A、B均正確；若入射光的頻率為20，則產生的光電子的最大初動能Ek2h0W0h0E，故C正確；入射光的頻率為時，該金屬不發(fā)生光電效應，D錯誤3研究光電效應規(guī)律的實驗裝置如圖1216所示，用頻率為的光照射光電管陰極K時，有

15、光電子產生由于光電管K、A間加的是反向電壓，光電子從陰極K發(fā)射后將向陽極A做減速運動光電流i由圖中電流計G測出，反向電壓U由電壓表V測出當電流計的示數恰好為零時，電壓表的示數稱為反向截止電壓UC，在下列表示光電效應實驗規(guī)律的圖象中，錯誤的是()圖1216B由光電效應規(guī)律可知，光電流的強度與光強成正比，光射到金屬上時，光電子的發(fā)射是瞬時的，不需要時間積累，故A、D圖象正確；從金屬中打出的光電子，在反向電壓作用下做減速運動，隨著反向電壓的增大，到達陽極的光電子數減少，故C圖象正確；由光電效應方程可知：hh0Ekm，而eUCEkm，所以有hh0eUC，由此可知，B圖象錯誤光電效應問題中的五個決定關系

16、1逸出功W0一定時，入射光的頻率決定著能否產生光電效應以及光電子的最大初動能2入射光的頻率一定時，入射光的強度決定著單位時間內發(fā)射出來的光電子數3愛因斯坦光電效應方程：EkhW0.4最大初動能與遏止電壓的關系：EkeUc.5逸出功與極限頻率、極限波長的關系：W0hch.氫原子能級和能級躍遷1.兩類能級躍遷(1)自發(fā)躍遷：高能級低能級，釋放能量，發(fā)出光子光子的頻率.(2)受激躍遷：低能級高能級，吸收能量光照(吸收光子)：光子的能量必須恰等于能級差hE.碰撞、加熱等：只要入射粒子能量大于或等于能級差即可，E外E.大于電離能的光子被吸收，將原子電離2電離電離態(tài)與電離能電離態(tài)：n，E0基態(tài)電離態(tài)：E吸

17、0(13.6 eV)13.6 eV電離能n2電離態(tài)：E吸0E23.4 eV如吸收能量足夠大，克服電離能后，獲得自由的電子還攜帶動能3譜線條數的確定方法(1)一個氫原子躍遷發(fā)出可能的光譜線條數最多為(n1)(2)一群氫原子躍遷發(fā)出可能的光譜線條數的兩種求解方法用數學中的組合知識求解：NC2n.利用能級圖求解：在氫原子能級圖中將氫原子躍遷的各種可能情況一一畫出，然后相加題組通關1(多選)氫原子光譜在可見光部分只有四條譜線，它們分別是從n為3、4、5、6的能級直接向n2能級躍遷時產生的四條譜線中，一條紅色、一條藍色、兩條紫色，則下列說法正確的是()A紅色光譜是氫原子從n3能級向n2能級躍遷時產生的B

18、藍色光譜是氫原子從n6能級或n5能級直接向n2能級躍遷時產生的C若氫原子從n6能級直接向n1能級躍遷，則能夠產生紅外線D若氫原子從n6能級直接向n3能級躍遷時輻射的光子不能使某金屬發(fā)生光電效應，則氫原子從n6能級直接向n2能級躍遷時輻射的光子將可能使該金屬發(fā)生光電效應AD從n為3、4、5、6的能級直接向n2能級躍遷時，從n3躍遷到n2能級輻射的光子頻率最小，波長最大，可知為紅色光譜，A正確；藍光光子頻率大于紅光光子頻率，小于紫光光子頻率，可知是從n4躍遷到n2能級輻射的光子，B錯誤；氫原子從n6能級直接向n1能級躍遷，輻射的光子頻率大于從n6躍遷到n2能級時輻射的紫光光子頻率，即產生紫外線，C錯誤；從n6躍遷到n2能級輻射的光子頻率大于從n6躍遷到n3能級輻射的光子頻率，由氫原子從n6能級直接向n3能級躍遷時輻射的光子不能使某金屬發(fā)生光電效應，但從n6躍遷到n2能級躍遷時輻射的光子可能使該金屬發(fā)生光電效應，D正確2如圖1217所示，氫原子從n2的某一能級躍遷到n2的能級，輻射出能量為2.55 eV的光子，問：(1)最少要給基態(tài)的氫原子提供多少電子伏特的能量，才能使它輻射上述能量的光