2018高三物理一轮复习042光电效应能级的跃迁

1、042光电效应 能级的跃迁一、考纲展示知识点要求考情把握考试预测光电效应2017 年全国T19本专题的主要考点有经典物理理论、原子和原子核部分的最新科技成果。爱因斯坦光电效应方程氢原子光谱、氢原子的能级结构、能级公式二、课程标准（1）知道光电效应现象，会用光电效应方程解释光电效应现象;理解能级跃迁的规律。三、重点难点突破重点1、光电效应方程;2、能级的跃迁。难点1、光电效应方程;2、能级的跃迁。四、知识框架构建梳理4.1对光电效应的理解典例1 用如图所示的光电管研究光电效应的实验中，用某种频率的单色光a照射光电管阴极K，电流计G的指针发生偏转。而用另一频率的单色光b照射光电管阴极K时，电流计G

2、的指针不发生偏转，那么(AB)Aa光的频率一定大于b光的频率B只增加a光的强度可使通过电流计G的电流增大C增加b光的强度可能使电流计G的指针发生偏转D用a光照射光电管阴极K时通过电流计G的电流是由d到c跟踪练习1在光电效应实验中，用频率为的光照射光电管阴极，发生了光电效应。下列说法正确的是(AD)A增大入射光的强度，光电流增大B减小入射光的强度，光电效应现象消失C改用频率小于的光照射，一定不发生光电效应D改用频率大于的光照射，光电子的最大初动能变大反思总结1与光电效应有关的五组概念对比(1)光子与光电子：光子指光在空间传播时的每一份能量，光子不带电；光电子是金属表面受到光照射时发射出来的电子，

3、其本质是电子。光子是光电效应的因，光电子是果。(2)光电子的动能与光电子的最大初动能：光照射到金属表面时，电子吸收光子的全部能量，可能向各个方向运动，需克服原子核和其他原子的阻碍而损失一部分能量，剩余部分为光电子的初动能；只有金属表面的电子直接向外飞出时，只需克服原子核的引力做功的情况，才具有最大初动能。光电子的初动能小于等于光电子的最大初动能。(3)光电流和饱和光电流：金属板飞出的光电子到达阳极，回路中便产生光电流，随着所加正向电压的增大，光电流趋于一个饱和值，这个饱和值是饱和光电流，在一定的光照条件下，饱和光电流与所加电压大小无关。(4)入射光强度与光子能量：入射光强度指单位时间内照射到金

4、属表面单位面积上的总能量。(5)光的强度与饱和光电流：饱和光电流与入射光强度成正比的规律是对频率相同的光照射金属产生光电效应而言的，对于不同频率的光，由于每个光子的能量不同，饱和光电流与入射光强度之间没有简单的正比关系。2光电效应的研究思路(1)两条线索：(2)两条对应关系：光强大光子数目多发射光电子多光电流大；光子频率高光子能量大光电子的最大初动能大。4.2爱因斯坦的光电效应方程及应用典例2 图是某金属在光的照射下，光电子最大初动能Ek与入射光频率的关系图像，由图像可知(AB)A该金属的逸出功等于E B该金属的逸出功等于h0C入射光的频率为20时，产生的光电子的最大初动能为2ED入射光的频率

5、为时，产生的光电子的最大初动能为跟踪练习2在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光)，如图所示。则可判断出(B)A甲光的频率大于乙光的频率B乙光的波长大于丙光的波长C乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率D甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能反思总结1三个关系(1)爱因斯坦光电效应方程EkhW0。(2)光电子的最大初动能Ek可以利用光电管用实验的方法测得，即EkeUc，其中Uc是遏止电压。(3)光电效应方程中的W0为逸出功，它与极限频率c的关系是W0hc。2四类图像图像名称图线形状由图线直接(间接)得到的物理量最

6、大初动能Ek与入射光频率的关系图线极限频率：图线与轴交点的横坐标c逸出功：图线与Ek轴交点的纵坐标的值W0|E|E普朗克常量：图线的斜率kh颜色相同、强度不同的光，光电流与电压的关系遏止电压Uc：图线与横轴的交点饱和光电流Im：电流的最大值最大初动能：EkmeUc颜色不同时，光电流与电压的关系遏止电压Uc1、Uc2饱和光电流最大初动能Ek1eUc1，Ek2eUc2遏止电压Uc与入射光频率的关系图线截止频率c：图线与横轴的交点遏止电压Uc：随入射光频率的增大而增大普朗克常量h：等于图线的斜率与电子电量的乘积，即hke。(注：此时两极之间接反向电压)4.3能级跃迁典例3 氢原子能级的示意图如图所示

7、，大量氢原子从n4的能级向n2的能级跃迁时辐射出可见光a，从n3的能级向n2的能级跃迁时辐射出可见光b，则(A)A氢原子在n2的能级时可吸收能量为3.6 eV的光子而发生电离B氢原子从n4的能级向n3的能级跃迁时辐射出光子的能量可以小于0.66 eVCb光比a光的波长短D氢原子从n4的能级可辐射出5种频率的光子跟踪练习3红宝石激光器的工作物质红宝石含有铬离子的三氧化二铝晶体，利用其中的铬离子产生激光。铬离子的能级如图所示，E1是基态，E2是亚稳态，E3是激发态，若以脉冲氙灯发出波长为1的绿光照射晶体，处于基态的铬离子受激发跃迁到E3，然后自发跃迁到E2，释放波长为2的光子，处于亚稳态E2的离子

8、跃迁到基态时辐射出的光就是激光，这种激光的波长为(A)A. B. C. D.反思总结1对氢原子能级图的理解(1)能级图如图所示。 (2)能级图中相关量意义的说明：相关量意义能级图中的横线表示氢原子可能的能量状态定态横线左端的数字“1,2,3”表示量子数横线右端的数字“13.6，3.4”表示氢原子的能量相邻横线间的距离表示相邻的能量差，量子数越大相邻的能量差越小，距离越小带箭头的竖线表示原子由较高能级向较低能级跃迁，原子跃迁的条件为hEmEn2两类能级跃迁(1)自发跃迁：高能级低能级，释放能量，发出光子。光子的频率。(2)受激跃迁：低能级高能级，吸收能量。光照(吸收光子)：光子的能量必须恰等于能

9、级差hE。碰撞、加热等：只要入射粒子能量大于或等于能级差即可，E外E。大于电离能的光子被吸收，将原子电离。3谱线条数的确定方法(1)一个氢原子跃迁发出可能的光谱线条数最多为(n1)。(2)一群氢原子跃迁发出可能的光谱线条数的两种求解方法。用数学中的组合知识求解：NC。利用能级图求解：在氢原子能级图中将氢原子跃迁的各种可能情况一一画出，然后相加。五、高考真题1、（2017全国卷多选）在光电效应实验中，分别用频率为，的单色光a、b照射到同种金属上，测得相应的遏止电压分别为和、光电子的最大初动能分别为和。为普朗克常量。下列说法正确的是（ BC ）A若，则一定有B若，则一定有C若，则一定有D若，则一定有2、（2014山东卷多选）氢原子能级如图1335，当氢原子从n3跃迁到n2的能级时，辐射光的波长为