高考物理一轮复习课件：第十三章 第2讲 光电效应 氢原子光谱

1、第第2讲光电效应氢原子光谱讲光电效应氢原子光谱 1.光电效应的实验规律光电效应的实验规律 (1)任何一种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须任何一种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须 大于这个极限频率才能发生光电效应，低于这个极限频率大于这个极限频率才能发生光电效应，低于这个极限频率 则则 (2)光电子的最大初动能与入射光的强度无关，其随入射光电子的最大初动能与入射光的强度无关，其随入射 光频率的增大而光频率的增大而 (3)大于极限频率的光照射金属时，光电流强度大于极限频率的光照射金属时，光电流强度(反映单位反映单位 时间内发射出的光电子数的多少时间内发射出的光电子数的多少)与入射光强度

2、成与入射光强度成 (4)金属受到光照，光电子的发射一般不超过金属受到光照，光电子的发射一般不超过 . 不能发生光电效应不能发生光电效应 增大增大 正比正比 10 9 s hW0 2光子说光子说 爱因斯坦提出：空间传播的光不是连续的，而是一份爱因斯坦提出：空间传播的光不是连续的，而是一份 一份的，每一份称为一个光子，光子具有的能量与光的频一份的，每一份称为一个光子，光子具有的能量与光的频 率成正比，即：率成正比，即： ，其中，其中h6.6310 34 Js.h 【针对训练】【针对训练】 1(2012上海高考上海高考)在光电效应实验中，用单色光照射某在光电效应实验中，用单色光照射某 种金属表面，有

3、光电子逸出，则光电子的最大初动能取决种金属表面，有光电子逸出，则光电子的最大初动能取决 于入射光的于入射光的() A频率频率B强度强度 C照射时间照射时间 D光子数目光子数目 【解析】【解析】根据光电效应方程，根据光电效应方程，EkhW0最大初动能最大初动能 取决于入射光的频率，取决于入射光的频率，A正确正确 【答案】【答案】A 2实验现象实验现象 绝大多数绝大多数粒子穿过金箔后，基本粒子穿过金箔后，基本 上仍沿原来的方向前进，但少数上仍沿原来的方向前进，但少数粒粒 子发生了子发生了 ，极少数，极少数 粒子甚至被撞了回来如图粒子甚至被撞了回来如图132 2所示所示 大角度偏转大角度偏转 3原子

4、的核式结构模型原子的核式结构模型 在原子中心有一个很小的核，原子全部的在原子中心有一个很小的核，原子全部的 和几和几 乎全部乎全部 都集中在核里，带负电的电子在核外空间绕都集中在核里，带负电的电子在核外空间绕 核旋转核旋转 正电荷正电荷 质量质量 【针对训练】【针对训练】 2(2011天津高考天津高考)下列能揭示原子具有核式结构的实验是下列能揭示原子具有核式结构的实验是 () A光电效应实验光电效应实验B伦琴射线的发现伦琴射线的发现 C粒子散射实验粒子散射实验 D氢原子光谱的发现氢原子光谱的发现 【解析】【解析】光电效应实验说明光具有粒子性，故光电效应实验说明光具有粒子性，故A错误伦错误伦 琴

5、射线为电磁波，故琴射线为电磁波，故B错误卢瑟福由错误卢瑟福由粒子散射实验建立了粒子散射实验建立了 原子的核式结构模型，故原子的核式结构模型，故C正确氢原子光谱的发现说明原子正确氢原子光谱的发现说明原子 光谱是不连续的，故光谱是不连续的，故D错误错误 【答案】【答案】C 1.光谱光谱 (1)光谱：用光栅或棱镜可以把光按波长展开，获得光的光谱：用光栅或棱镜可以把光按波长展开，获得光的 (频率频率)和强度分布的记录，即光谱和强度分布的记录，即光谱 (2)光谱分类光谱分类 有些光谱是一条条的有些光谱是一条条的 ，这样的光谱叫做线状谱，这样的光谱叫做线状谱 有的光谱是连在一起的有的光谱是连在一起的 ，这

6、样的光谱叫做连续谱，这样的光谱叫做连续谱 (3)氢原子光谱的实验规律氢原子光谱的实验规律 巴耳末线系是氢原子光谱在可见光区的谱线，其波长公巴耳末线系是氢原子光谱在可见光区的谱线，其波长公 式式 (n3,4,5，)，R是里德伯常量，是里德伯常量， R1.10107 m 1， ，n为量子数为量子数 波长波长 亮线亮线 光带光带 2玻尔理论玻尔理论 (1)定态：原子只能处于一系列定态：原子只能处于一系列 的能量状态中，的能量状态中， 在这些能量状态中原子是在这些能量状态中原子是 的，电子虽然绕核运动，的，电子虽然绕核运动， 但并不向外辐射能量但并不向外辐射能量 (2)跃迁：原子从一种定态跃迁到另一种

7、定态时，它辐射跃迁：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射 或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两个定态的能量或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两个定态的能量 差决定，即差决定，即h .(h是普朗克常量，是普朗克常量，h 6.6310 34 Js) (3)轨道：原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道轨道：原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道 绕核运动相对应原子的定态是绕核运动相对应原子的定态是 ，因此电子的，因此电子的 可能轨道也是可能轨道也是 不连续不连续 稳定稳定 EmEn 不连续的不连续的 不连续的不连续的 【针对训练】【针对训练】 3.(2012江苏高考江苏高考)如图所示是某

8、原子的如图所示是某原子的 能级图，能级图，a、b、c为原子跃迁所发出的三为原子跃迁所发出的三 种波长的光在下列该原子光谱的各选项种波长的光在下列该原子光谱的各选项 中，谱线从左向右的波长依次增大，则正中，谱线从左向右的波长依次增大，则正 确的是确的是() 【答案】【答案】C 1.光电效应的实质光电效应的实质 光子照射到金属表面，某个电子吸收光子的能量使其动光子照射到金属表面，某个电子吸收光子的能量使其动 能变大，当电子的动能增大到足以克服原子核的引力时，能变大，当电子的动能增大到足以克服原子核的引力时， 便飞出金属表面成为光电子便飞出金属表面成为光电子 2极限频率的实质极限频率的实质 光子的能

9、量和频率有关，而金属中电子克服原子核引力光子的能量和频率有关，而金属中电子克服原子核引力 需要的能量是一定的，光子的能量必须大于金属的逸出功需要的能量是一定的，光子的能量必须大于金属的逸出功 才能发生光电效应这个能量的最小值等于这种金属对应才能发生光电效应这个能量的最小值等于这种金属对应 的逸出功，所以每种金属都有一定的极限频率的逸出功，所以每种金属都有一定的极限频率 3对光电效应瞬时性的理解对光电效应瞬时性的理解 光照射到金属上时，电子吸收光子的能量不需要积累，光照射到金属上时，电子吸收光子的能量不需要积累， 吸收的能量立即转化为电子的能量，因此电子对光子的吸吸收的能量立即转化为电子的能量，

10、因此电子对光子的吸 收十分迅速收十分迅速 4.光电效应方程光电效应方程 电子吸收光子能量后从金属表面逸出，电子吸收光子能量后从金属表面逸出， 其中只有直接从金属表面飞出的光电子才其中只有直接从金属表面飞出的光电子才 具有最大初动能，根据能量守恒定律，具有最大初动能，根据能量守恒定律，Ek hW0.如图如图1324所示所示 5用光电管研究光电效应用光电管研究光电效应 (1)常见电路常见电路(如图如图1325所示所示) (2)两条线索两条线索 通过频率分析：光子频率高通过频率分析：光子频率高光光 子能量大子能量大产生光电子的最大初动能产生光电子的最大初动能 大大 通过光的强度分析：入射光强度通过光

11、的强度分析：入射光强度 大大光子数目多光子数目多产生的光电子多产生的光电子多 光电流大光电流大 (2012江苏高考江苏高考)A、B两种光子的能量之比为两种光子的能量之比为2 1，它，它 们都能使某种金属发生光电效应，且所产生的光电子最大们都能使某种金属发生光电效应，且所产生的光电子最大 初动能分别为初动能分别为EA、EB.求求A、B两种光子的动量之比和该金属两种光子的动量之比和该金属 的逸出功的逸出功 【答案】【答案】2 1EA2EB (2012四川高考四川高考)如图如图1327 所示为氢原子能级示意图的一部分，所示为氢原子能级示意图的一部分， 则氢原子则氢原子() A从从n4能级跃迁到能级跃

12、迁到n3能级比能级比 从从n3能级跃迁到能级跃迁到n2能级辐射能级辐射 出电磁波的波长长出电磁波的波长长 B从从n5能级跃迁到能级跃迁到n1能级比能级比 从从n5能级跃迁到能级跃迁到n4能级辐射出电磁波的速度大能级辐射出电磁波的速度大 C处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是一处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是一 样的样的 D从高能级向低能级跃迁时，氢原子核一定向外放出从高能级向低能级跃迁时，氢原子核一定向外放出 能量能量 【解析】【解析】因为因为E4E30.66 eVE3E21.89 eV，根，根 据据c和和hEnEm得从得从n4能级跃迁到能级跃迁到n3能级比从能级比从n 3能级跃迁到能级跃迁到n2能级辐射出电磁波的波长长，选项能级辐射出电磁波的波长长，选项A正正 确；电磁波在真空中的传播速度都相等，与光子的频率无确；电磁波在真空中的传播速度都相等，与光子的频率无 关，选项关，选项B错误；氢原子的核外电子处于不同能级时在各处错误；氢原子的核外电子