資源簡介

章末核心素養提升
一、光電效應規律及其應用
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律，明確各概念之間的決定關系，準確把握它們的內在聯系。
1.光電子的動能可以是介于0～Ek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，且隨入射光頻率的增大而增大。
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，才能產生光電效應。
例1 用如圖甲所示的裝置研究光電效應現象。閉合開關S，用頻率為ν的光照射光電管時發生了光電效應。圖乙是該光電管發生光電效應時，光電子的最大初動能Ek與入射光頻率ν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的示數保持不變
聽課筆記　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
光電效應規律中的兩條線索、兩個關系
（1）兩條線索
（2）兩個關系
入射光越強→光子數目越多→發射光電子越多→飽和電流越大；
光子頻率越高→光子能量越大→產生光電子的最大初動能越大。　　　　
二、原子的核式結構模型
三個原子模型的對比
實驗基礎 原子結構 成功和局限
“棗糕模型” 電子的發現 原子是一個球體，正電荷均勻分布在球內，電子鑲嵌其中 可解釋一些實驗現象，但無法說明α粒子散射實驗
核式結構模型 盧瑟福的α粒子散射實驗 原子的中心有一個很小的核，全部正電荷和幾乎全部質量集中在核里，電子在核外面運動 成功解釋了α粒子散射實驗，無法解釋原子的穩定性及原子光譜的分立特征
玻爾的原子模型 氫原子光譜的研究 在核式結構模型基礎上，引入能級觀念 成功解釋了氫原子光譜及原子的穩定性，不能解釋較復雜原子的光譜現象
例2 下列關于原子結構模型的說法正確的是（　　）
A.湯姆孫發現了電子，并提出了原子結構的“西瓜模型”
B.盧瑟福的α粒子散射實驗表明原子內部存在帶負電的電子
C.盧瑟福核式結構模型可以很好地解釋原子的穩定性
D.玻爾原子模型能很好地解釋所有原子光譜的實驗規律
聽課筆記　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
三、原子躍遷的條件
原子躍遷的條件是hν＝En－Em（n>m）。基態氫原子的電離能為13.6 eV，只要能量大于或等于13.6 eV的光子都能被基態的氫原子吸收而發生電離，只不過入射光子的能量越大，原子電離后產生的自由電子的動能越大。至于實物粒子和原子碰撞的情況，由于實物粒子的動能可全部或部分地被原子吸收，所以只要入射粒子的動能大于或等于原子某兩定態能量之差，就可以使原子受激發而向較高能級躍遷。
例3 （多選）已知氫原子能級圖如圖所示，一個自由電子的總能量為13 eV，與處于基態的氫原子發生碰撞（不計氫原子的動量變化），則電子可能剩余的能量是（　　）
A.10.2 eV B.2.8 Ev C.0.91 eV D.12.75 eV
聽課筆記　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
例4 （2023·遼寧卷，6）原子處于磁場中，某些能級會發生劈裂，某種原子能級劈裂前后的部分能級圖如圖所示，相應能級躍遷放出的光子分別設為①②③④。若用①照射某金屬表面時能發生光電效應，且逸出光電子的最大初動能為Ek，則（　　）
A.①和③的能量相等
B.②的頻率大于④的頻率
C.用②照射該金屬一定能發生光電效應
D.用④照射該金屬逸出光電子的最大初動能小于Ek
聽課筆記　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
章末核心素養提升
知識網絡構建
hν　截止頻率　線性　光強　hν－W0　hν　　動量　En－Em　　　波粒二象性
核心素養提升
例1 B　[由Ek＝hν－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，光電子的最大初動能與入射光的強弱無關，故選項C錯誤；僅增強入射光，單位時間內發出的光電子數增多，電流表G的示數增大，故選項D錯誤。]
例2 A　[湯姆孫通過對陰極射線的研究發現了原子內部存在帶負電的電子，并提出原子結構的“西瓜模型”(也叫“棗糕模型”)，盧瑟福的α粒子散射實驗否定了湯姆孫的原子結構的“西瓜模型”，但不能解釋原子的穩定性，故A正確，B、C錯誤；玻爾原子模型能很好地解釋原子的穩定性和氫原子光譜的實驗規律，但并不能解釋所有原子光譜的實驗規律，故D錯誤。]
例3 BC　[因為E2－E1＝10.2 eV<13 eV，E3－E1＝12.09 eV<13 eV，E4－E1＝12.75 eV<13 eV，E5－E1＝13.06 eV>13 eV，所以處于基態的氫原子可能躍遷到n＝2、3、4能級，而電子所剩余的能量分別為2.8 eV、0.91 eV、0.25 eV，故選項B、C正確，選項A、D錯誤。]
例4 A　[由題圖可知躍遷時放出的光子①和③均由同一高能級躍遷到同一低能級，又釋放的能量等于兩能級的能量差，所以①和③的能量相等，A正確；由題圖可知②的能量比④的能量小，則由公式E＝hν可知②的頻率小于④的頻率，B錯誤；用①照射某金屬表面時能發生光電效應現象，但由于②的能量小于①，所以用②照射該金屬時不一定能發生光電效應，C錯誤；用①照射某金屬時逸出光電子的最大初動能為Ek，由于④的能量大于①，則由Ek＝hν－W0可知，用④照射該金屬逸出光電子的最大初動能一定大于Ek，D錯誤。](共18張PPT)
章末核心素養提升(知識網絡構建＋核心素養提升)
第四章　原子結構和波粒二象性
目 錄
CONTENTS
知識網絡構建
01
核心素養提升
02
知識網絡構建
1
hν
截止頻率
線性
光強
hν－W0
hν
動量
En－Em
波粒二象性
核心素養提升
2
一、光電效應規律及其應用
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律，明確各概念之間的決定關系，準確把握它們的內在聯系。
1.光電子的動能可以是介于0～Ek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，且隨入射光頻率的增大而增大。
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，才能產生光電效應。
B
例1 用如圖甲所示的裝置研究光電效應現象。閉合開關S，用頻率為ν的光照射光電管時發生了光電效應。圖乙是該光電管發生光電效應時，光電子的最大初動能Ek與入射光頻率ν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(　　)
光電效應規律中的兩條線索、兩個關系
(1)兩條線索
(2)兩個關系
入射光越強→光子數目越多→發射光電子越多→飽和電流越大；
光子頻率越高→光子能量越大→產生光電子的最大初動能越大。　　　　
二、原子的核式結構模型
三個原子模型的對比
實驗基礎 原子結構 成功和局限
“棗糕模型” 電子的發現 原子是一個球體，正電荷均勻分布在球內，電子鑲嵌其中 可解釋一些實驗現象，但無法說明α粒子散射實驗
核式結構模型 盧瑟福的α粒子散射實驗 原子的中心有一個很小的核，全部正電荷和幾乎全部質量集中在核里，電子在核外面運動 成功解釋了α粒子散射實驗，無法解釋原子的穩定性及原子光譜的分立特征
玻爾的原子模型 氫原子光譜的研究 在核式結構模型基礎上，引入能級觀念 成功解釋了氫原子光譜及原子的穩定性，不能解釋較復雜原子的光譜現象
A
例2 下列關于原子結構模型的說法正確的是(　　)
A.湯姆孫發現了電子，并提出了原子結構的“西瓜模型”
B.盧瑟福的α粒子散射實驗表明原子內部存在帶負電的電子
C.盧瑟福核式結構模型可以很好地解釋原子的穩定性
D.玻爾原子模型能很好地解釋所有原子光譜的實驗規律
解析　湯姆孫通過對陰極射線的研究發現了原子內部存在帶負電的電子，并提出原子結構的“西瓜模型”(也叫“棗糕模型”)，盧瑟福的α粒子散射實驗否定了湯姆孫的原子結構的“西瓜模型”，但不能解釋原子的穩定性，故A正確，B、C錯誤；玻爾原子模型能很好地解釋原子的穩定性和氫原子光譜的實驗規律，但并不能解釋所有原子光譜的實驗規律，故D錯誤。
三、原子躍遷的條件
原子躍遷的條件是hν＝En－Em(n>m)。基態氫原子的電離能為13.6 eV，只要能量大于或等于13.6 eV的光子都能被基態的氫原子吸收而發生電離，只不過入射光子的能量越大，原子電離后產生的自由電子的動能越大。至于實物粒子和原子碰撞的情況，由于實物粒子的動能可全部或部分地被原子吸收，所以只要入射粒子的動能大于或等于原子某兩定態能量之差，就可以使原子受激發而向較高能級躍遷。
BC
例3 (多選)已知氫原子能級圖如圖所示，一個自由電子的總能量為13 eV，與處于基態的氫原子發生碰撞(不計氫原子的動量變化)，則電子可能剩余的能量是(　　)
A.10.2 eV B.2.8 eV C.0.91 eV D.12.75 eV
解析　因為E2－E1＝10.2 eV<13 eV，E3－E1＝12.09 eV<
13 eV，E4－E1＝12.75 eV<13 eV，E5－E1＝13.06 eV>13 eV，所以處于基態的氫原子可能躍遷到n＝2、3、4能級，而電子所剩余的能量分別為2.8 eV、0.91 eV、0.25 eV，故選項B、C正確，選項A、D錯誤。
A
例4 (2023·遼寧卷，6)原子處于磁場中，某些能級會發生劈裂，某種原子能級劈裂前后的部分能級圖如圖所示，相應能級躍遷放出的光子分別設為①②③④。若用①照射某金屬表面時能發生光電效應，且逸出光電子的最大初動能為Ek，則(　　)
A.①和③的能量相等
B.②的頻率大于④的頻率
C.用②照射該金屬一定能發生光電效應
D.用④照射該金屬逸出光電子的最大初動能小于Ek
解析　由題圖可知躍遷時放出的光子①和③均由同一高能級躍遷到同一低能級，又釋放的能量等于兩能級的能量差，所以①和③的能量相等，A正確；由題圖可知②的能量比④的能量小，則由公式E＝hν可知②的頻率小于④的頻率，B錯誤；用①照射某金屬表面時能發生光電效應現象，但由于②的能量小于①，所以用②照射該金屬時不一定能發生光電效應，C錯誤；用①照射某金屬時逸出光電子的最大初動能為Ek，由于④的能量大于①，則由Ek＝hν－W0可知，用④照射該金屬逸出光電子的最大初動能一定大于Ek，D錯誤。

展開更多......

收起↑