第2讲光电效应氢原子光谱

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光电效应

氢原子光光电效应现象光电效的实验规律任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，低于这个极限频率则不能发生光电效应．(2)光电子的最大初动能与入射光强度无关，其随入射光频率的增大而增大．(3)大于极限频率的光照射金属时光电流强(映单位时间内发射出的光电子数的多少与入射光强度成正比．(4)金属受到光照，光电子的发射般不超过_s.．光子说爱因斯坦提出空传播的光不连续的，而是一份一份的一称为一个光子，光子具有的能量与光的频率成正比，即＝，中＝6.63×

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．光电效应方程(1)表达式：＝E＋或E＝－Wk0k0(2)物理意义：金属中的电子吸收个光子获得的能量是hν，些能量的一部分用来克服金属的逸出功，下的表现为逸出后电子的最大初动能E＝v0k2【针对训练】．(2012·海高考)在光电效应实验中，用单色光射某种金属表面，有光电子逸出，则光电子的最大初动能取决于入射光()A频率C．射时间D光子数目

B强度α粒子射实验与核式结构模型卢瑟福α粒子散射实验装置(图－－1所示．实验现象绝大多数α粒穿过金箔后本仍沿原来的方向前进少α粒发生了大角度偏转，极少数α粒甚被撞了回来．如图－2示．α粒散射实验的分析图．原子的核式结构型在原子中心有一个很小的核子部的正电荷和几乎全部质量都集中在核里负的电子在核外空间绕核旋转．【针对训练】．天高考)下列能揭示原子具有核式结构实验()A光电效应实验B伦琴射线的发现C．粒子散射实验D氢原子光谱的发现氢原子光谱和玻尔理论光谱光：用光栅或棱镜可以把光按波长展开，获得光的波长频率)和强度分布的记录，即光谱．(2)光谱分类

2734227342有些光谱是一条条的亮线，这样的光谱叫做线状谱．有的光谱是连在一起的光带，这样的光谱叫做连续谱．(3)氢原子光谱的实验规律．1巴耳末线系是氢原子光谱在可见光区的谱线，其波长公式＝R－)(n＝3,4,5„λn是里德伯常量，R＝×10

，n为量子数．．玻尔理论(1)定态子能处于一系列不连续的能量状态中些能量状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量．跃：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差决定，即hν＝E－E.(h是朗克常量＝6.63×mn轨：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．原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道也是不连续的．(1)一群氢原子跃迁发出可能的光线数为＝＝一氢原子跃迁发出可能n2的光谱线数最多(n1)．由级图可知，由于电子的轨道半径不同，氢原子的能级不连续，这种现象叫能量量子化．【针对训练】(2012·江苏高考)图所示是某原子的能级图a、c为子跃迁所发的三种波长的光．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，则正确的)对光电效应的理解光电效的实质光子照射到金属表面个电子收光子的能量使其动能变大电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．．极限频率的实质光子的能量和频率有关金中电子克服原子核引力需要的能量是一定的子能量必须大于金属的逸出功才能发生光电效应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．．对光电效应瞬时的理解光照射到金属上时电子吸收光的能量不需要积累收的能量立即转化为电子的能量，因此电子对光子的吸收十分迅速．图13－4

流的强度流的强度光电效应方程电子吸收光子能量后从金属表面逸出只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E＝－W如图13－4所．k0．用光电管研究光效应(1)常见电路(如图132－示)(2)两条线索①通过频率分析：光子频率高→光子能量大→产生光电子的最大初动能大．②通过光的强度分析：入射光强度大→光子数目多→产生的光电子多→光电流大．(3)常见概念辨析着每秒钟光源发射的光子数照射光每光子的能ε＝ν出光电子—决定着光电m2m(1)光电子也是电子，光子的本质光，注意两者的区别．在生光电效应的过程中，并非所有光电子都具有最大初动能，只有从金属表面直接发出的光电子初动能才最大．江苏高)A、B两种光子的能量之比为2∶1，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初动能分别为、E求、两光子的动量之比和该A金属的逸出功．氢原子能级和能级跃迁氢原子能级图能级图如图－－6示．

22．能级图中相关量义的说明相关量能级图中的横线横线左端的数字1,2,3„横线右端的数字“－，„

意义表示氢原子可能的能量状——定态表示量子数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数越大邻的能量差越小距离越小表示原子由较高能级向较低能级跃迁跃迁的条件为ν带箭头的竖线＝－m关于光线条数的两点说明(1)一群氢原子跃迁发出可能的光线条数为＝＝.n2(2)一个氢原子跃迁发出可能的光线条数最多(n－1)．四川高)如图－2－所为氢原子能级示意图的一部分，则氢原子()A＝4能跃迁到＝3能比n＝3能跃迁到n能级辐射出电磁波的波长长B从＝5能跃迁到＝1能比n＝5能跃迁到n能级辐射出电磁波的速度大C．于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是一样的D．高级向低能级跃迁时，氢原子核一定向外放出能量．卢瑟福和他的助手做子轰击金箔实验，获得了重要发现：关于α粒散射实验的结果，下列说法正确的()A证明了质子的存在B证明了原子核是由质子和中子组成的C．明了原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核里D．明原子中的电子只能在某些轨道上运动．(2012·北京高)一个氢原子从＝级跃迁到＝2能，氢原()A放出光子，能量增加B放出光子，能量减少C．收光子，能量增加D．收子，能量减少．(2011·福建高)爱因斯坦因提出了光量子概念并成功地解释光电效应的规律而获得年贝尔物理学奖．某种金属逸出光电子的最大初动能E与射光频率ν的系如km图13－8所，其中ν为限频率．从图中可以确定的是)0A逸出功与ν关B．与入射光强成正比kmC．ν<时会逸出光电子0D．中线的斜率与普朗克常量有关

121121．(2012·西西安八校联考)氦原子被电离出一个核外电子，形成类氢结构的氦离子，已知基态的氦离子能量为＝氦离子的能级示意图如图－－所示在有1下列能量的光子或者电子中，不能被基态氦离子吸收而发生跃迁的()AeV(光子)B43.2eV(电子)C．eV(电子DeV(光子)四川考)a两种单色光组成的光束从介质入空气时，其折射光束如图－2所示．用、b两光)A先后照射双缝干涉实验装置，在缝后屏上都能出现干涉条纹，由此确定光是横波B先后照射某金属光照射时恰能逸出光电子，照射时也能逸出光电子C．同一介质以相同方向射向空气，其界面为平面，若b光能进入空气，则a光不能进入空气D．同介质以相同方向射向空气，其界面为平面光的反射角比的反射角大．(2011·川高)原子从能级跃到能级时辐射红光的频率为，能级跃1迁到能级k时吸收紫光的频率为ν普朗克常量为h原从能级跃到能级m，2则)A吸收光子的能量为ν＋ν12B辐射光子的能量为hν＋ν1C．收光子的能量为hν－ν2D．射子的能量为ν－ν21．如图－2－氢原子的能级图，已知处于较高能的氢原子能自发地向较低能级跃迁，则：(1)一群氢原子由＝能向n能跃迁时最多可辐射种同频率的光．要想使处在＝激发态的氢原子电离至少吸收的能量．E(2012·山东高考氢子第级的能量为E＝其为态能量当原子由n第4能级跃迁到第2能时发出光的频率为ν若原子由第级跃迁到基态发1ν光子的频率为ν，＝________.2ν2．已知可见光光子的能量范围约为1.61～3.11eV而氢原子的能级图如图－2所示，则最低处于＝能级的氢原子可以吸收任意频的紫外