2023年原子物理知识点

一、光电效应现象1、光电效应:光电效应:物体在光(涉及不可见光)的照射下发射电子的现象称为光电效应。2、光电效应的研究结论：＝１\*GB3①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，才干产生光电效应；低于这个频率的光不能产生光电效应。＝2\*GB3②光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随着入射光频率的增大而增大。注意：从金属出来的电子速度会有差异,这里说的是从金属表面直接飞出来的光电子。＝3\*GＢ3③入射光照到金属上时,光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过１０-9ｓ;＝４\*GＢ3④当入射光的频率大于极限频率时,光电流的强度与入射光的强度成正比。光电效应的应用：光电管:光电管的阴极表面敷有碱金属，对电子的束缚能力比较弱，在光的照射下容易发射电子，阴极发出的电子被阳极收集，在回路中形成电流，称为光电流。注意:①光电管两极加上正向电压，可以增强光电流。②光电流的大小跟入射光的强度和正向电压有关,与入射光的频率无关。入射光的强度越大,光电流越大。=3\*GB3③遏止电压U０。回路中的光电流随着反向电压的增长而减小,当反向电压Ｕ0满足:,光电流将会减小到零,所以遏止电压与入射光的频率有关。4、波动理论无法解释的现象:①不管入射光的频率多少，只要光强足够大,总可以使电子获得足够多的能量,从而产生光电效应，事实上假如光的频率小于金属的极限频率,无论光强多大，都不能产生光电效应。②光强越大,电子可获得更多的能量，光电子的最大初始动能应当由入射光的强度来决定,事实上光电子的最大初始动能与光强无关，与频率有关。③光强大时,电子能量积累的时间就短，光强小时，能量积累的时间就长，事实上无论光入射的强度如何薄弱,几乎在开始照射的一瞬间就产生了光电子.二、光子说1、普朗克常量普郎克在研究电磁波辐射时，提出能量量子假说：物体热辐射所发出的电磁波的能量是不连续的，只能是的整数倍,称为一个能量量子。即能量是一份一份的。其中辐射频率，是一个常量，称为普朗克常量。２、光子说在空间中传播的光的能量不是连续的，而是一份一份的,每一份叫做一个光子,光子的能量ε跟光的频率ν成正比。，其中：是普朗克常量,v是光的频率。三、光电效应方程1、逸出功W0:电子脱离金属离子束缚，逸出金属表面克服离子引力做的功。2、光电效应方程:假如入射光子的能量大于逸出功W0，那么有些光电子在脱离金属表面后尚有剩余的动能——根据能量守恒定律,入射光子的能量等于出射光子的最大初动能与逸出功之和，即其中是指出射光子的最大初动能。3、ﻩ光电效应的解释：①极限频率：金属内部的电子一般一次只能吸取一个光子的能量，只有入射光子的能量大于或者等于逸出功W0即:时，电子才有也许逸出，这就是光电效应存在极限频率的因素。②遏制电压:由和有：,所以遏制电压只与入射光频率有关，与入射光的强度无关，这就是光电效应存在遏制电压的因素。四、康普顿效应（表白光子具有动量)1、康普顿效应：用X射线照射物体时,一部分散射出来的X射线的波长会变长，这个现象叫康普顿效应。康普顿效应是验证光的波粒二象性的重要实验之一。2、康普顿效应的意义：证明了爱因斯坦光子假说的对的性,揭示了光子不仅具有能量，还具有动量。光子的动量为3、现象解释:碰撞前后光子与电子总能量守恒，总动量也守恒。碰撞前，电子可近似视为静止的,碰撞后，电子获得一定的能量和动量,X光子的能量和动量减小，所以X射线光子的波长λ变长。高考考点:原子物理考点分析历史人物及相关成就汤姆生：发现电子，并提出原子枣糕模型——说明原子可再分卢瑟福：粒子散射实验——说明原子的核式结构模型发现质子查德威克：发现中子约里奥.居里夫妇：发现正电子贝克勒尔:发现天然放射现象——说明原子核可再分爱因斯坦：质能方程,玻尔：提出玻尔原子模型，解释氢原子线状光谱密立根:油滴实验——测量出电子的电荷量核反映的四种类型类型可控性核反映方程典例衰变衰变自发衰变自发人工转变人工控制卢瑟福发现质子查德威克发现中子约里奥.居里夫妇发现放射性同位素,同时发现正电子重核裂变比较容易进行人工控制轻核聚变除氢弹外无法控制提醒:核反映过程一般都是不可逆的，所以核反映方程只能用单箭头表达反映方向,不能用等号连接。核反映的生成物一定要以实验事实为基础，不能凭空只依据两个守恒定律杜撰出生成物来写出核反映方程核反映遵循质量数守恒而不是质量守恒,遵循电荷数守恒三种射线比较种类速度0.１c0.99cＣ在电磁场中偏转与ａ射线反向偏转不偏转贯穿本领最弱，用纸能挡住较强，穿透几毫米的铝板最强,穿透几厘米的铅板对空气的电离作用很强较弱很弱产生机制核内两个中子和两个质子结合的比较紧密,有时会作为一个整体从较大的原子核抛射出来核内的中子可以转化为一个质子和一个电子,产生的电子从核内发射出来放射性原子核在发生两种衰变后产生得新核往往处在高能级，当它向低能级跃迁时，辐射r光子提醒：半衰期:表达原子衰变一半所用时间半衰期由原子核内部自身的因素据顶，跟原子所处的物理状态（如压强、温度)或化学状态(如单质、化合物)无关半衰期是大量原子核衰变时的记录规律,个别原子核经多长时间衰变无法预测，对个别或很少数原子核,无半衰期而言。放射性同位素的应用：(1）工业、摊上、农业、医疗等（2）作为示踪原子原子结构原子的核式结构模型(1)粒子散射实验结果:绝大多数粒子穿过金箔后仍沿本来的方向前进,少数粒子发生了较大偏转,很少数粒子甚至被反弹回来。(2）原子的核式结构模型:在原子中心有一个很小的原子核,原子所有的正电荷和几乎所有质量都集中在核里,带负电的电子在核外空间绕核旋转。(３)原子核的尺度：原子核直径的数量级为１0-15m，原子直径的数量级约为1０-１0m。(4)原子核的组成:原子核是由质子和中子组成的，原子核的电荷数等于核内的质子数。2、玻尔原子模型（1）原子只能处在一系列能量不连续的状态中,具有拟定能量的未定状态叫定态。原子处在最低能级的状态叫基态,其他的状态叫激发态。（2）频率条件:高能m到低能m态：辐射光子(3）原子的不同能量状态相应于电子的不同运营轨道。五、氢原子光谱1-13.612-3.401-13.612-3.403-1.514-0.855-0.54∞0nE/eV图3原子跃迁条件:,只合用于光子和原子作用而使原子在各定态之间跃迁的情况。对于光子和原子作用而使原子电离时,只要入射光的能量,原子就能吸取,对于实物粒子与原子作用使原子激发时,粒子能量大于或等于能级差即可。原子跃迁发出的光谱线条数，是一群氢原子,而不是一个,由于某一个氢原子有固定的跃迁途径。六、核力与核能１、核力：原子核内核子间存在的互相作用力2、特点:强互相作用、短程力，作用范围１．5×10-15m之内3、核能(1）质能方程：一定的能量和一定的质量相联系,物体的总能量和他的质量成正比。即含义:物体具有的能量与他的质量之间存在简朴的正比关系，物体的能量增大，质量也增大，物体的能量减小，质量也减小。（２）核子在结合成核子时出现质量亏损，吸取的能量也要相应减小。原子核分解成核子时要吸取一定的能量，相应的质量增长,吸取能量获得方式：重核裂变和轻核聚变聚变反映比裂变反映平均每个核子放出的能量大约要大3-４倍。波粒二象性、原子结构和原子核一、单项选择题1．(云南省昆明八中2023届高三上学期期中考试）氢原子辐射出一个光子后,根据玻尔理论,下述说法中对的的是（)A.电子绕核旋转的半径增大B.氢原子的能量增大C.氢原子的电势能增大D．氢原子核外电子的速率增大2．（云南省部分名校20２3届高三上学期联考理综卷）某光电管的阴极为金属钾制成的,它的逸出功为２．2１eV,如图所示是氢原子的能级图,一群处在n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，辐射的光照射到该光电管的阴极上，这束光中能使金属钾发生光电效应的光谱线条数是(）A.2条B.4条C.5条D.6条E4E3E2EE4E3E2E1图1Ａ．原子Ａ也许辐射出３种频率的光子B．原子B也许辐射出３种频率的光子C．原子A可以吸取原子B发出的光子并跃迁道能级Ｅ4Ｄ．原子B可以吸取原子A发出的光子并跃迁道能级Ｅ44.(北京市朝阳区2０23届高三上学期期中统考）下列核反映方程中属于β衰变的是()A．B.C．D．5.（福建省福州八中２023届高三上学期质检物理试卷)用光照射某种金属，有光电子从金属表面逸出，假如光的频率不变，而减弱光的强度，则（）A．逸出的光电子数减少,光电子的最大初动能不变B.逸出的光电子数减少,光电子的最大初动能减小Ｃ．逸出的光电子数不变,光电子的最大初动能减小D．光的强度减弱到某一数值,就没有光电子选出了6．(云南省昆明八中2023届高三上学期期中考试）下面列出的是一些核反映方程()Ａ．X是质子，Y是中子，Z是正电子B.Ｘ是正电子，Ｙ是质子,Z是中子Ｃ.X是中子，Y是正电子,Z是质子D.Ｘ是正电子,Y是中子，Z是质子7．（202３年广州模拟)仔细观测氢原子的光谱,发现它只有几条分离的不连续的亮线，其因素是()A．氢原子只有几个能级B.氢原子只能发出平行光C．氢原子有时发光,有时不发光D．氢原子辐射的光子的能量是不连续的，所以相应的光的频率也是不连续的8．（甘肃省河西五市部分高中20２3届高三上学期联考试题)下列说法对的的是（)A．天然放射现象说明原子核内部具有复杂结构Ｂ．粒子散射实验说明原子核内部具有复杂结构C.原子核能发生β衰变说明原子核内存在电子D．氢原子从定态ｎ=3跃迁到ｎ=2,再跃迁到ｎ=l定态,则后一次跃迁辐射出的光子波长比前一次的长9.（山西省忻州一中2０2３届高三上学期月考试题）核电站核泄漏的污染物中具有碘1３1和铯137。碘13１的半衰期约为8天，会释放β射线;铯137是铯133的同位素,半衰期约为30年,发生衰变时会辐射γ射线。下列说法对的的是()A．碘13１释放的β射线由氦核组成B．铯1３7衰变时辐射出的γ光子能量小于可见光光子能量Ｃ．与铯137相比,碘13１衰变更慢D.铯１３3和铯1３７具有相同的质子数10.(甘肃省兰州五十五中2０23届高三上学期月考试题）放射性同位素钍232经α､β衰变会生成氡，其衰变方程为，其中（）A.x＝1，ｙ=3B．x=2,y＝３C.ｘ=3,y＝1Ｄ．x=3,y=211．(２0２3届·南京调研)下列叙述中不对的的有＿_＿＿_＿_＿.A．光的粒子性被光电效应和康普顿效应所证实B．在α粒子散射实验的基础上,卢瑟福提出了原子的核式结构模型C.红外线照射某金属表面时发生了光电效应,则紫外线也一定可以使该金属发生光电效应D.普朗克为了解释光电效应的规律，提出了光子说。（04全国卷）.在核反映方程式中ﻩ()ﻩA.X是中子，k=９ ﻩＢ.X是中子,k=1０ Ｃ.X是质子,k＝9ﻩﻩD.Ｘ是质子，k=1013、某原子核吸取一个中子后,放出一个电子，分裂为两个α粒子。由此可知()A.Ａ=７，Z=3B.A=7,Z=4C．A=8，Z=3D．Ａ=８,Ｚ=4１4、（０6黑龙江)中子n、质子p、氘核D的质量分别为现用光子能量为E的γ射线照射静止氘核使之分解,反映的方程为若分解后中子、质子的动能可视为相等，则中子的动能是：()A.B．C．Ｄ.1５、.现有三个核反映:①→＋②+→＋＋3③＋→+下列说法对的的是(）A①是裂变，②是β衰变,③是聚变B①是聚变,②是裂变，③是β衰变C①是β衰变,②是裂变,③是聚变Ｄ①是β衰变，②是聚变,③是裂变１6、（０６重庆）1４C是一种半衰期为57３0年的放射性同位素。若考古工作者探测到某古木中１4C的含量为本来的,则该古树死亡时间距今大约()A．２２9２0２3B.1146０C.5730年D．2865年1７、(0６北京)目前核电站运用的核反映是（)ﻫA.裂变,核燃料为铀B.聚变,核燃烧为铀ﻫC.裂变，核燃烧为氘Ｄ.聚变,核燃料为氘

18、（0７北京)下列说法对的的是:（）A．太阳辐射的能量重要来自太阳内部的核裂变反映Ｂ．汤姆生发现电子，表白原子具有核式结构C.一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是由于该束光的波长太短D.按照波尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子总能量增长二、双项选择题１９.(山东省临沂市2０23届高三上学期期中考试试题)科学家们并不比常人有太多的身体差异,只是他们善于观测，勤于思考,有更好的发现问题探究问题的毅力。下列规律或定律与相应的科学家叙述对的的是（)Ａ.伽利略与自由落体定律 B.开普勒与行星运动定律C．爱因斯坦与能量守恒定律 D．牛顿与相对论2０.(陕西省长安一中2０23届高三上学期月考试卷）随着科技的发展，大量的科学实验促进了人们对微观领域的结识,下列说法对的的是（）Ａ．汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子,从而揭示了