專題十二原子物理(選修3-5)

1、備考方向要明了備考方向要明了主要問題主要問題光電效應的有關計算問題；光電效應的有關計算問題； 原子躍遷過程輻射或吸原子躍遷過程輻射或吸收光子能量的計算問題；收光子能量的計算問題； 核反應方程的書寫和計算；核反應方程的書寫和計算；主要考點主要考點光電效應；光電效應； 原子能級躍遷；原子能級躍遷； 原子核的衰變和人工原子核的衰變和人工轉變；轉變； 核能核能主要方法主要方法光電效應規(guī)律；原子核衰變規(guī)律光電效應規(guī)律；原子核衰變規(guī)律主要主要策略策略抓住原子核這條主線，并對質能方程、玻爾理論抓住原子核這條主線，并對質能方程、玻爾理論以及光電效應等關鍵點適度深入復習以及光電效應等關鍵點適度深入復習光電效應光

2、電效應條件條件規(guī)律規(guī)律光電效應方程光電效應方程一、光電效應及光電效應方程一、光電效應及光電效應方程1光電效應的實驗規(guī)律光電效應的實驗規(guī)律實驗實驗高壓電源鋅板銅網弧光燈靈敏電流計紫光照射時電流計指針發(fā)生偏轉指針偏轉(1)任何一種金屬都有一個任何一種金屬都有一個極限頻率極限頻率，入射光的頻率入射光的頻率必須大必須大于這個頻率，才能產生光電效應。于這個頻率，才能產生光電效應。(2)光電子的光電子的最大初動能最大初動能與與入射光的強度入射光的強度無關，只隨入射光無關，只隨入射光的頻率增大而增大。的頻率增大而增大。(3)入射光照射到金屬板上時，入射光照射到金屬板上時，光電子光電子的發(fā)射幾乎是瞬時的，的發(fā)

3、射幾乎是瞬時的，一般不會超過一般不會超過109 s。(4)當入射光的頻率大于極限頻率時，當入射光的頻率大于極限頻率時，光電流光電流的強度與入射的強度與入射光的強度成正比。光的強度成正比。2掌握兩條線索，明確各概念間的對應關系掌握兩條線索，明確各概念間的對應關系由上圖可知兩條線索：一是由上圖可知兩條線索：一是光的頻率線光的頻率線，二是，二是光的強光的強度線度線。兩條對應關系是：。兩條對應關系是：(1)光強光強光子數目多光子數目多發(fā)射光電子多發(fā)射光電子多光電流大光電流大(2)光子頻率高光子頻率高光子能量大光子能量大產生光電子的最大初產生光電子的最大初動能大動能大【例題1】在光電效應實驗中，用頻率為

4、在光電效應實驗中，用頻率為的光照射光電管陰的光照射光電管陰極，發(fā)生了光電效應，下列說法正確的是極，發(fā)生了光電效應，下列說法正確的是A增大入射光的強度，光電流增大增大入射光的強度，光電流增大B. 減小入射光的強度，光電效應現象消失減小入射光的強度，光電效應現象消失C. 改變頻率小于改變頻率小于的光照射，一定不發(fā)生光電效應的光照射，一定不發(fā)生光電效應D改變頻率大于改變頻率大于的光照射，光電子的最大初動能變大的光照射，光電子的最大初動能變大【思路點撥思路點撥】b光照射金屬恰好發(fā)生光電效應，說明光照射金屬恰好發(fā)生光電效應，說明b光光的頻率等于金屬的極限頻率的頻率等于金屬的極限頻率【即時應用】(單選單選

5、)(2013華南師大附中高三月考華南師大附中高三月考)現有現有a、b、c三種單色光三種單色光,其波長關系為其波長關系為abc.用用b光照射某種金屬時光照射某種金屬時,恰好能發(fā)生光電效應恰好能發(fā)生光電效應.若分別用若分別用a光和光和c光照射該金屬光照射該金屬,則則()Aa光照射時，不能發(fā)生光電效應光照射時，不能發(fā)生光電效應Bc光照射時，不能發(fā)生光電效應光照射時，不能發(fā)生光電效應Ca光照射時，釋放出的光電子的最大初動能最大光照射時，釋放出的光電子的最大初動能最大Dc光照射時，釋放出的光電子的最大初動能最小光照射時，釋放出的光電子的最大初動能最小【思路點撥思路點撥】b光照射金屬恰好發(fā)生光電效應，說明

6、光照射金屬恰好發(fā)生光電效應，說明b光光的頻率等于金屬的極限頻率的頻率等于金屬的極限頻率二、氫原子光譜及能級躍遷二、氫原子光譜及能級躍遷1氫原子能級圖的理解氫原子能級圖的理解 原子也可以從激發(fā)態(tài)向原子也可以從激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷基態(tài)躍遷(自發(fā)的自發(fā)的)，電子所電子所受庫侖力做正功減小電勢受庫侖力做正功減小電勢能，原子的能量減少要輻能，原子的能量減少要輻射出能量，這一能量以光射出能量，這一能量以光子的形式放出子的形式放出 原子最低能級所對應的狀態(tài)叫做原子最低能級所對應的狀態(tài)叫做基態(tài)基態(tài)，比基，比基態(tài)能量高的狀態(tài)叫態(tài)能量高的狀態(tài)叫激發(fā)態(tài)激發(fā)態(tài) 原子從基態(tài)向激發(fā)態(tài)躍遷，電子克服庫侖引原子從基態(tài)向激發(fā)態(tài)躍遷

7、，電子克服庫侖引力做功電勢能增大，原子的能量增加要吸收能力做功電勢能增大，原子的能量增加要吸收能量量光子的發(fā)射和吸收光子的發(fā)射和吸收(1)能級圖中的橫線表示氫原子可能的能量狀態(tài)能級圖中的橫線表示氫原子可能的能量狀態(tài)定態(tài)定態(tài)。氫。氫原子可以有無窮多個定態(tài)。原子可以有無窮多個定態(tài)。(2)橫線左端的數字橫線左端的數字“1,2,3”表示表示量子數量子數。(3)橫線右端的數字橫線右端的數字“13.6，3.4”表示氫原子各定態(tài)的能表示氫原子各定態(tài)的能量值量值(能級能級)。量子數。量子數n1的定態(tài)能量值最小，這個狀態(tài)叫的定態(tài)能量值最小，這個狀態(tài)叫做做基態(tài)基態(tài)，量子數越大，能量值越大，這些狀態(tài)叫，量子數越大，

8、能量值越大，這些狀態(tài)叫激發(fā)態(tài)。激發(fā)態(tài)。(4)相鄰橫線間的距離不相等，表示相鄰的能級差不等，量子相鄰橫線間的距離不相等，表示相鄰的能級差不等，量子數越大，相鄰的能級差越小。數越大，相鄰的能級差越小。(5)帶箭頭的豎線表示原子由較高能級向較低能級的躍遷。帶箭頭的豎線表示原子由較高能級向較低能級的躍遷。 【例題2】(雙選)氫原子的部分能級如圖所示已知可見光的光子能量在1.62eV到3.11eV之間由此可推知，氫原子() A從高能級向n=1能級躍遷時發(fā)出的光的波長比可見光的短B從高能級向n=2能級躍遷時發(fā)出的光均為可見光C從高能級向n=3能級躍遷時發(fā)出的光的頻率比可見光的高D從n=3能級向n=2能級躍遷時發(fā)出的光為可見光2核能核能(1)原子核的結合能：克服核力做功，使原子核分解為單個核原子核的結合能：克服核力做功，使原子核分解為單個核子時吸收的能量，或若干單個核子在核力的作用下結合成子時吸收的能量，或若干單個核子在核力的作用下結合成原子核時放出的能量。原子核時放出的能量。(2)質量虧損：組成原子核的核子的質量與原子核的質量之差。質量虧損：組成原子核的核子的質量與原子核的質量之差。注意質量數與質量是兩個不同的概念。注意質量數與質量是兩個不同的概念。(3)質能方程：質能方程：Emc2，即一定的能量和一定的質量相聯(lián)系，即一定的能量和一定的質量相聯(lián)系，物體的總能量和它的質量成正