《导学教程》物理(新课标版)配套课件选修3-5第二章

1、第二章 光电效应 原子结构第二章 光电效应 原子结构【2014高考备考导航】考点考纲要求考查角度1光电效应光电效应规律的理解及光电效应方程的应用2爱因斯坦光电效应方程3氢原子光谱玻尔理论的理解及应用；氢原子能级结构及能级公式的理解.4氢原子的能级结构、能级公式【2014高考备考导航】考点考纲要求考查角度1光电效应一、光电效应及爱因斯坦的光电效应方程【知识梳理】1光电效应：照射到金属表面的光，能使金属中的_从表面逸出的现象叫光电效应，逸出的_叫光电子2光电效应的规律(1)每种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须_这个极限频率才能产生光电效应(2)光电子的最大初动能与入射光的强度 ，只随入射光

2、的增大而增大抓纲扣本落实基础电子电子大于无关频率一、光电效应及爱因斯坦的光电效应方程抓纲扣本落实基础电子电(3)光电效应的发生几乎是瞬时的，一般不超过109 s.(4)当入射光的频率大于极限频率时，饱和光电流的强度与入射光的强度成 3逸出功：使电子脱离金属所做功的 叫逸出功4爱因斯坦的光电效应方程(1)光子说：光不仅发射和吸收时能量是一份一份的，而且光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的，频率为的光的能量子为 ，这些能量子称为 (2)光电效应方程：Ek ，Ek为光电子的_ _，由此方程可求得光电效应的截止频率c .正比最小值h光子hW0最大初动能(3)光电效应的发生几乎是瞬时的，一般不超过1

3、09 s.正【自主检测】1(2011广东理综)光电效应实验中，下列表述正确的是A光照时间越长光电流越大B入射光足够强就可以有光电流C遏止电压与入射光的频率有关 D入射光频率大于极限频率才能产生光电子解析在光电效应中，若照射光的频率小于极限频率，无论光照时间多长，光照强度多大，都无光电流，故A、B错误，D正确由eU0Ek，EkhW0，可知U(hW)/e，即遏止电压与入射光频率有关答案CD【自主检测】二、原子核式结构模型【知识梳理】1电子的发现：英国物理学家 发现了电子2粒子散射实验的现象：绝大多数粒子穿过金箔后，基本上仍沿 方向前进，但少数粒子发生了_偏转，极少数粒子甚至被撞了回来3原子的核式结

4、构模型：原子的中心有一个很小的核，全部 和几乎全部 集中在核里，电子在正电体的外面高速运动4原子核的尺度：原子核直径的数量级为 m，原子直径的数量级约为 m.汤姆孙原来的大角度正电荷质量10151010二、原子核式结构模型汤姆孙原来的大角度正电荷质量10151【自主检测】2卢瑟福利用粒子轰击金箔的实验研究原子结构，正确反映实验结果的示意图是图21中的解析粒子轰击金箔后偏转，越靠近金箔，偏转的角度越大，所以A、B、C错误，D正确答案D【自主检测】三、氢原子光谱【知识梳理】1光谱和光谱分析(1)线状谱：光谱是一条条的 (2)连续谱：光谱看起来不是一条条分立的谱线，而是连在一起的 (3)特征谱线：不

5、同原子的亮线位置不同，说明不同原子的发光 是不一样的，因此这些亮线称为原子的特征谱线(4)光谱分析：利用特征谱线来鉴别物质和确定物质的组成成分，这种方法称为光谱分析亮线光带频率三、氢原子光谱亮线光带频率导学教程物理(新课标版)配套课件选修3-5第二章【自主检测】3下列有关光谱的说法正确的是A氢原子的发射光谱是连续的B氢原子光谱说明氢原子只发出特定频率的光C由于各种原子的原子结构不同，所以各种原子的原子光谱也不相同D分析物质发光的光谱，可以鉴别物质中含哪些无素答案BCD【自主检测】四、玻尔的原子模型及氢原子的能级【知识梳理】1玻尔的原子模型(1)电子的轨道是量子化的电子在这些轨道上绕核的运动是

6、的，不产生电磁辐射(2)原子的能量是 的，电子在不同的轨道上运动时，原子处于不同的状态且具有不同的能量原子中这些具有确定能量的稳定状态叫 .能量最低的定态叫做 ，其他的状态叫 (3)电子从一种定态(设能量为Em)跃迁到另一种定态(设能量为En)时，它辐射(或吸收)一定频率的光子，光子的能量由这两种定态的 决定，即 .稳定量子化定态基态激发态能量差hEmEn四、玻尔的原子模型及氢原子的能级稳定量子化定态基态激发态能量2氢原子的能级(1)原子各定态的能量值叫做原子的能级氢原子的能级图如图22所示2氢原子的能级【自主检测】4(2012江苏单科)如图23所示是某原子的能级图，a、b、c为原子跃迁所发出

7、的三种波长的光在图24所示原子光谱的选项中，谱线从左向右的波长依次增大，则正确的是_【自主检测】导学教程物理(新课标版)配套课件选修3-5第二章答案C答案C【考点解读】1对光电效应规律的解释剖题探法突破考点考点一光电效应规律的理解及光电效应方程的应用【考点解读】剖题探法突破考点考点一光电效应规律的理解及光电光电子的最大初动能随着入射光频率的增大而增大，与入射光强度无关电子吸收光子能量后，一部分克服阻碍作用做功，剩余部分转化为光电子的初动能，只有直接从金属表面飞出的光电子才具有最大初动能，对于确定的金属，W0是一定的，故光电子的最大初动能只随入射光频率的增大而增大光电效应具有瞬时性光照射金属时，

8、电子吸收一个光子的能量后，动能立即增大，不需要能量积累的过程光较强时饱和电流大光较强时，包含的光子数较多，照射金属时产生的光电子较多，因而饱和电流较大光电子的最大初动能随着入射光频率的增大而增大，与入射光强度无2.用图象表示光电效应方程(1)最大初动能Ek与入射光频率的关系图线如图25所示(2)由图线可以得到的物理量：极限频率：图线与轴交点的横坐标0.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.2.用图象表示光电效应方程【典例剖析】例1(2013淮阴模拟)如图26所示电路可研究光电效应规律图中标有A和K的为光电管，其中K为阴极，A为阳极理想电流计可检测通过光电

9、管的电流，理想电压表用来指示光电管两端的电压现接通电源，用光子能量为10.5 eV的光照射阴极K，电流计中有示数；若将滑动变阻器的滑片P缓慢向右滑动，电流计的读数逐渐减小，当滑至某一位置时电流计读数恰好为零，读出此时电压表的示数为6.0 V；现保持滑片P位置不变，光电管阴极材料的逸出功为_，若增大入射光的强度，电流计的读数_(选填“为零”或“不为零”)【典例剖析】导学教程物理(新课标版)配套课件选修3-5第二章解析设用光子能量为10.5 eV的光照射时，光电子的最大初动能为Ek，阴极材料逸出功为W0，当反向电压达到U6.0 V以后，具有最大初动能的光电子达不到阳极，因此eUEk；由爱因斯坦光电

10、效应方程，EkEW0，解得光电管阴极材料的逸出功为W04.5 eV；若增大入射光的强度，电流计的读数仍为零答案4.5 eV为零解析设用光子能量为10.5 eV的光照射时，光电子的最规律总结(1)入射光频率高光子能量大产生光电子的最大初动能大遏止电压大(2)入射光强度大光子数目多产生的光电子多饱和光电流大(3)能不能发生光电效应由入射光的频率决定，与入射光的强度无关规律总结(1)入射光频率高光子能量大产生光电子的最【跟踪训练】1(2012海南单科)产生光电效应时，关于逸出光电子的最大初动能Ek，下列说法正确的是_(填入正确选项前的字母)A对于同种金属，Ek与照射光的强度无关B对于同种金属，Ek与

11、照射光的波长成反比C对于同种金属，Ek与光照射的时间成正比D对于同种金属，Ek与照射光的频率成线性关系E对于不同种金属，若照射光频率不变，Ek与金属的逸出功成线性关系【跟踪训练】答案ADE答案ADE【考点解读】1对原子跃迁条件hEmEn的说明原子跃迁条件hEmEn只适用于光子和原子作用而使原子在各定态之间跃迁的情况，即此情况下只有光子的能量满足hE末E初时，才能被某一个原子吸收，当光子能量大于或小于E末E初时都不能被原子吸收对于光子和原子作用而使氢原子电离时，只要入射光的能量E13.6 eV，氢原子就能吸收光子的能量对于实物粒子与原子作用使原子激发时，实物粒子的能量大于或等于能级差即可考点二玻

12、尔理论的理解及应用【考点解读】考点二玻尔理论的理解及应用导学教程物理(新课标版)配套课件选修3-5第二章【典例剖析】例2(2011江苏单科)按照玻尔原子理论，氢原子中的电子离原子核越远，氢原子的能量_(选填“越大”或“越小”)已知氢原子的基态能量为E1(E10)，电子质量为m，基态氢原子中的电子吸收一频率为的光子被电离后，电子速度大小为_(普朗克常量为h) 【典例剖析】【跟踪训练】2(2013湖北八校联考)已知氢原子基态的轨道半径为R0，基态能量为E0，将该原子置于静电场中使其电离，已知静电力常量为k，电子电荷量大小为q.则A静电场提供的能量至少为E0B静电场提供的能量至少为2E0【跟踪训练】

13、答案BD答案BD【考点解读】1能级图中相关量意义的说明考点三能级跃迁与光谱线的分析相关量表示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“13.6，3.40”表示氢原子的能级相邻横线间的距离表示相邻的能级差，量子数越大相邻的能级差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hEmEn【考点解读】考点三能级跃迁与光谱线的分析相关量表示意义能级图导学教程物理(新课标版)配套课件选修3-5第二章【典例剖析】例3如图27所示，大量氢原子处于能级n4的激发态，当它们向各较低能级跃迁时，对于多种可能的跃迁，下列说法中正确的是【典例

14、剖析】A最多只能放出4种不同频率的光子B从n4能级跃迁到n1能级放出的光子波长最长C从n4能级跃迁到n1能级放出的光子频率最高D从n4能级跃迁到n3能级放出的光子波长等于从n2能级跃迁到n1能级放出的光子波长解析能级跃迁如图所示，故最多能放出6种不同频率的光子，选项A错；从n4能级跃迁到n1能级放出的光子频率最高，波长最短，选项B错，C对；由于n4能级与n3能级间的能量差不等于n2能级与n1能级间的能量差，故放出光子的波长也一定不相等，选项D错A最多只能放出4种不同频率的光子答案C特别提醒(1)能级跃迁时放出的光子频率是不连续的(2)能级之间发生跃迁时放出(吸收)光子的频率由hEmEn求得若求

15、波长可由公式c求得答案C【跟踪训练】3氢原子部分能级的示意图如图28所示不同色光的光子能量如下表所示【跟踪训练】色光光子能量范围(eV)红1.612.00橙2.002.07黄2.072.14绿2.142.53蓝靛2.532.76紫2.763.10色光光子能量范围(eV)红1.612.00橙2.002.处于某激发态的氢原子，发射的光的谱线在可见光范围内仅有2条，其颜色分别为A红、蓝靛B黄、绿C红、紫 D蓝靛、紫解析原子发光时光子的能量等于原子能级差，先分别计算各相邻的能级差，再由小到大排序结合可见光的光子能量表可知，有两个能量分别为1.89 eV和2.55 eV的光子属于可见光，并且属于红光和蓝

16、靛的范围，故答案为A.答案A处于某激发态的氢原子，发射的光的谱线在可见光范围内仅有2条，1(2012上海单科)在光电效应实验中，用单色光照射某种金属表面，有光电子逸出，则光电子的最大初动能取决于入射光的A频率B强度C照射时间 D光子数目解析由爱因斯坦光电效应方程EkhW0可知：Ek只与频率有关，故选项B、C、D错，选项A正确答案A基础巩固达标训练技能过关1(2012上海单科)在光电效应实验中，用单色光照射某种2研究光电效应的电路如图29所示用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极K)，钠极板发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流图210所示光电流I与A、K之间的电压UAK的关系图象中，正确的是_2研究光电效应的电路如图29所示用频率相同、强度不同的导学教程物理(新课标版)配套课件选修3-5第二章导学教程物理(新课标版)配套课件选修3-5第二章解析由于光的频率相同，所以对应的反向截止电压相同，选项A、B错误；发生光电效应时，在同样的加速电压下，光强度越大，逸出的光电子数目越多，形成的光电流越大，所以选项C正确，D错误答案C解析由于光的频率相同，所以对应的反向截止电压相同，选项A、解析在光谱中仅能观测到三条谱线，可知基态的氢原子被激发到n3，且h3h2h