2019高三物理人教版一輪教師用書(shū)第12章第1節(jié)光電效應(yīng)氫原子光譜Word版含解析

2019高三物理人教版一輪教師用書(shū)：第12章第1節(jié)光電效應(yīng)氫原子光譜Word版含分析2019高三物理人教版一輪教師用書(shū)：第12章第1節(jié)光電效應(yīng)氫原子光譜Word版含分析26/26薀PAGE26蠆蒞羃蒆螞芀羈肂肇薆羆羈螂衿肈羂蝿薃螅芆袂葿2019高三物理人教版一輪教師用書(shū)：第12章第1節(jié)光電效應(yīng)氫原子光譜Word版含分析

第章量子論初步原子核

1．考綱變化：本章內(nèi)容是模塊3－5中的部分內(nèi)容，考綱領(lǐng)求從2017

年起由原來(lái)的“選考內(nèi)容”調(diào)至“必考內(nèi)容”．

2．考情總結(jié)：作為“選考內(nèi)容”時(shí)，對(duì)原子和原子核的觀察，以基

礎(chǔ)為主，難度不大，主要以選擇題的形式出現(xiàn)．

3．命題展望：調(diào)到“必考內(nèi)容”今后，預(yù)計(jì)命題的熱點(diǎn)不變，依舊集中在光電效應(yīng)、氫原子能級(jí)結(jié)構(gòu)、半衰期、核反應(yīng)方程及核能

的計(jì)算等方面，觀察題型依舊是選擇題．4．2017年考題分布試卷Ⅱ卷T15·6分Ⅲ卷T19·6分Ⅰ卷T17·6分試題“人造太陽(yáng)”氘核聚對(duì)α衰變過(guò)程光電效應(yīng)現(xiàn)象中最大觀察變反應(yīng)中釋放核能的遵守規(guī)律的理初動(dòng)能和遏止電壓的要點(diǎn)解.理解.計(jì)算.要要要內(nèi)容內(nèi)容內(nèi)容求求求氫原子光譜Ⅰ核力、核反應(yīng)方射線(xiàn)的危氫原子的能級(jí)結(jié)構(gòu)、能ⅠⅠ級(jí)公式Ⅰ程害和防范放射性同位素Ⅰ結(jié)合能、質(zhì)量虧Ⅰ光電效應(yīng)Ⅰ損原子核的組成、放射裂變反應(yīng)和聚變愛(ài)因斯坦性、原子核的衰變、半Ⅰ反應(yīng)、裂變反應(yīng)Ⅰ光電效應(yīng)Ⅰ衰期堆方程

第一節(jié)光電效應(yīng)氫原子光譜

(對(duì)應(yīng)學(xué)生用書(shū)第214頁(yè))

[教材知識(shí)速填]

知識(shí)點(diǎn)1光電效應(yīng)和波粒二象性

1．光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律

存在著飽和電流：關(guān)于必然顏色的光，入射光越強(qiáng)，單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)越多，飽和光電流越大．

存在著遏止電壓和截止頻率：光電子的能量只與入射光的頻率有關(guān)，而與入射光的強(qiáng)弱沒(méi)關(guān)．當(dāng)入射光的頻率低于截止頻率時(shí)不發(fā)生光電效應(yīng)．使光電流減小到零的反向電壓叫遏止電壓．

光電效應(yīng)擁有瞬時(shí)性：當(dāng)頻率高出截止頻率時(shí)，無(wú)論入射光

怎樣稍微，幾乎在照到金屬時(shí)馬上產(chǎn)生光電流，時(shí)間不高出109s.

2．光子說(shuō)

愛(ài)因斯坦提出：空間流傳的光不是連續(xù)的，而是一份一份的，

每一份稱(chēng)為一個(gè)光子，光子擁有的能量ε＝hν，其中h＝

×10－34J·s.

3．光電效應(yīng)方程

表達(dá)式：hν＝Ek＋W0或Ek＝hν－W0.

物理意義：金屬中的電子吸取一個(gè)光子獲得的能量是hν，這些能量的一部分用來(lái)戰(zhàn)勝金屬的逸出功W0，剩下的表現(xiàn)為逸

12出后電子的最大初動(dòng)能Ek＝2mv.

4．光的波粒二象性

顛簸性：光的干涉、衍射、偏振現(xiàn)象證明光擁有顛簸性．

粒子性：光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)說(shuō)明光擁有粒子性．

光既擁有顛簸性，又擁有粒子性，稱(chēng)為光的波粒二象性．

5．物質(zhì)波

概率波

光的干涉現(xiàn)象是大量光子的運(yùn)動(dòng)遵守顛簸規(guī)律的表現(xiàn)，亮條紋是光子到達(dá)概率大的地方，暗條紋是光子到達(dá)概率小的地方，因此光波又叫概率波．

物質(zhì)波

任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)著的物體，小到微觀粒子大到宏觀物體都有一種

h波與它對(duì)應(yīng)，其波長(zhǎng)λ＝p，p為運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)量，h為普朗克

常量．

易錯(cuò)判斷

光子說(shuō)中的光子，指的是光電子．(×)

只要光足夠強(qiáng)，照射時(shí)間足夠長(zhǎng)，就必然能發(fā)生光電效應(yīng)．(×)

極限頻率越大的金屬資料逸出功越大．(√)

知識(shí)點(diǎn)2α粒子散射實(shí)驗(yàn)與核式結(jié)構(gòu)模型

1．實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

絕大多數(shù)α粒子穿過(guò)金箔后，基本上仍沿原來(lái)的方向前進(jìn)，但少量α粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，極少量α粒子甚至被撞了回來(lái)．如圖12-1-1所示．

α粒子散射實(shí)驗(yàn)的分析圖

圖12-1-1

2．原子的核式結(jié)構(gòu)模型

在原子中心有一個(gè)很小的核，原子全部的正電荷和幾乎全部質(zhì)

量都集中在核里，帶負(fù)電的電子在核外空間繞核旋轉(zhuǎn)．

易錯(cuò)判斷

原子核集中了原子全部的正電荷和質(zhì)量．(×)

原子中絕大多數(shù)是空的，原子核很?。?√)

核式結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)是盧瑟福在α粒子散射實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上提出的．(√)

知識(shí)點(diǎn)3氫原子光譜和玻爾理論

1．光譜

光譜：用光柵或棱鏡能夠把光按波長(zhǎng)張開(kāi)，獲得光的波長(zhǎng)(頻率)和強(qiáng)度分布的記錄，即光譜．

光譜分類(lèi)：①線(xiàn)狀譜光譜是一條條的亮線(xiàn)．②連續(xù)譜光譜是連在一起的光帶．

氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律：巴耳末線(xiàn)系是氫原子光譜在可見(jiàn)光

111區(qū)的譜線(xiàn)，其波長(zhǎng)公式λ＝R22－n2(n＝3,4,5，)，R是里德伯常量，R＝×107m－1，n為量子數(shù)．

2．玻爾理論

(1)定態(tài)：原子只利處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中，在這些能

量狀態(tài)中原子是牢固的，電子誠(chéng)然繞核運(yùn)動(dòng)，但其實(shí)不向外輻射

能量．

躍遷：原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài)時(shí)，它輻射或吸取

必然頻率的光子，光子的能量由這兩個(gè)定態(tài)的能量差決定，即hν＝Em－En(h是普朗克常量，h＝×10－34J·s)．

軌道：原子的不相同能量狀態(tài)跟電子在不相同的圓周軌道繞核運(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng)．原子的定態(tài)是不連續(xù)的，因此電子的可能軌道也是不連續(xù)的．

3．氫原子的能級(jí)、能級(jí)公式

氫原子的能級(jí)圖

能級(jí)圖如圖12-1-2所示．

圖12-1-2

氫原子的能級(jí)公式

1En＝n2E1(n＝1,2,3，)，其中E1為基態(tài)能量，其數(shù)值為E1＝－

13.6_eV.

氫原子的半徑公式

rn＝n2r1(n＝1,2,3，)，其中r1為基態(tài)半徑，又稱(chēng)玻爾半徑，其數(shù)值為r1＝×10－10m.

易錯(cuò)判斷

在玻爾模型中，原子的狀態(tài)是不連續(xù)的．(√)

發(fā)射光譜可能是連續(xù)光譜，也可能是線(xiàn)狀譜．(√)

玻爾理論成功地講解了氫原子光譜，也成功地講解了氦原子光譜．(×)

[教材習(xí)題回訪(fǎng)]

觀察點(diǎn)：光的波粒二象性

1．(粵教版選修3－5P40T2改編)(多項(xiàng)選擇)以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是()

A．光的波粒二象性學(xué)說(shuō)完整推翻了麥克斯韋的光的電磁說(shuō)

B．在光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，暗條紋的地方是光子永遠(yuǎn)不能夠到達(dá)

的地方

C．光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，大量光子打在光屏上的落點(diǎn)是有規(guī)律

的，暗紋處落下光子的概率小

D．單個(gè)光子擁有粒子性，大量光子擁有顛簸性

[答案]CD

觀察點(diǎn)：光電效應(yīng)規(guī)律

2．(人教版選修3－5P36T2改編)(多項(xiàng)選擇)在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，用頻率為

ν的光照射光電管陰極，發(fā)生了光電效應(yīng)，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是

()

A．增大入射光的強(qiáng)度，光電流增大

B．減小入射光的強(qiáng)度，光電效應(yīng)現(xiàn)象消失

C．改用頻率小于ν的光照射，必然不發(fā)生光電效應(yīng)

D．改用頻率大于ν的光照射，光電子的最大初動(dòng)能變大

[答案]AD

觀察點(diǎn)：玻爾理論

3．(粵教版選修3－5P65T2)氫原子由n＝1的狀態(tài)激發(fā)到n＝4的狀態(tài)，

在它回到n＝1的狀態(tài)的過(guò)程中，有以下說(shuō)法：

①可能激發(fā)的能量不相同的光子只有3種

②可能發(fā)出6種不相同頻率的光子

③可能發(fā)出的光子的最大能量為

④可能發(fā)出光子的最小能量為

其中正確的說(shuō)法是()

A．①③B．②④

C．①④D．②③

[答案]D

觀察點(diǎn)：α粒子散射實(shí)驗(yàn)

4．(滬科版選修3－5P63T2)(多項(xiàng)選擇)在α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，若是兩個(gè)具

有相同能量的α粒子以不相同的角度散射出來(lái)，則散射角度大的這

個(gè)α粒子()

A．更湊近原子核

B．更遠(yuǎn)離原子核

C．碰到一個(gè)以上的原子核作用

D．碰到原子核較大的沖量作用

[答案]AD

(對(duì)應(yīng)學(xué)生用書(shū)第216頁(yè))

對(duì)光電效應(yīng)的理解

1．與光電效應(yīng)有關(guān)的五組看法比較

光子與光電子：光子指光在空間流傳時(shí)的每一份能量，光子不帶電；光電子是金屬表面碰到光照射時(shí)發(fā)射出來(lái)的電子，其

實(shí)質(zhì)是電子．光子是因，光電子是果．

光電子的動(dòng)能與光電子的最大初動(dòng)能：只有金屬表面的電子直接向外飛出時(shí)，只要戰(zhàn)勝原子核的引力做功的情況，才擁有最大初動(dòng)能．

光電流和飽和光電流：金屬板飛出的光電子到達(dá)陽(yáng)極，回路中便產(chǎn)生光電流，隨著所加正向電壓的增大，光電流趨于一個(gè)

飽和值，這個(gè)飽和值是飽和光電流，在必然的光照條件下，飽和光電流與所加電壓大小沒(méi)關(guān)．

入射光強(qiáng)度與光子能量：入射光強(qiáng)度指單位時(shí)間內(nèi)照射到金屬表面單位面積上的總能量．

光的強(qiáng)度與飽和光電流：頻率相同的光照射金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，入射光越強(qiáng)，飽和光電流越大，但不是簡(jiǎn)單的正比關(guān)系．

2．光電效應(yīng)的研究思路

兩條線(xiàn)索：

兩條對(duì)應(yīng)關(guān)系：

入射光強(qiáng)度大→光子數(shù)量多→發(fā)射光電子多→光電流大；光子頻率高→光子能量大→光電子的最大初動(dòng)能大．

[題組通關(guān)]

1．關(guān)于光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)的規(guī)律，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()

A．光電效應(yīng)中，金屬板向外發(fā)射的光電子又能夠叫作光子

B．康普頓效應(yīng)說(shuō)明光擁有顛簸性

C．關(guān)于同種金屬而言，遏止電壓與入射光的頻率沒(méi)關(guān)

D．石墨對(duì)X射線(xiàn)散射時(shí)，部分X射線(xiàn)的散射光波長(zhǎng)會(huì)變長(zhǎng)，這

個(gè)現(xiàn)象稱(chēng)為康普頓效應(yīng)

[光電效應(yīng)中，金屬板向外發(fā)射的電子叫光電子，光子是光

量子的簡(jiǎn)稱(chēng)，A錯(cuò)誤；依照光電效應(yīng)方程hν＝W0＋eUc可知，關(guān)于同種金屬而言(逸出功相同)，入射光的頻率越大，遏止電壓也越大，即遏止電壓與入射光的頻率有關(guān)，C錯(cuò)誤；在石墨

對(duì)X射線(xiàn)散射時(shí)，部分X射線(xiàn)的散射光波長(zhǎng)會(huì)變長(zhǎng)的現(xiàn)象稱(chēng)為康普頓效應(yīng)，康普頓效應(yīng)說(shuō)明光擁有粒子性，B錯(cuò)誤，D正確．]

2．(多項(xiàng)選擇)光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：對(duì)某種金屬()

【導(dǎo)學(xué)號(hào)：84370487】

A．無(wú)論光強(qiáng)多強(qiáng)，只要光的頻率小于極限頻率就不能夠產(chǎn)生光電效應(yīng)

B．無(wú)論光的頻率多低，只要光照時(shí)間足夠長(zhǎng)就能產(chǎn)生光電效應(yīng)C．高出極限頻率的入射光強(qiáng)度越弱，所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能就越小

D．高出極限頻率的入射光頻率越高，所產(chǎn)生的光電子的最大初

動(dòng)能就越大

AD[每種金屬都有它的極限頻率ν0，只有入射光子的頻率大于極限頻率ν0時(shí)，才會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；光電子的初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度沒(méi)關(guān)，隨入射光頻率的增加而

增大，選項(xiàng)D正確，C錯(cuò)誤．]

[反思總結(jié)]兩點(diǎn)提示

能否發(fā)生光電效應(yīng)取決于入射光的頻率而不是入射光的

強(qiáng)度.

2光電子的最大初動(dòng)能隨入射光子頻率的增大而增大，但二

者不是正比關(guān)系.

愛(ài)因斯坦的光電效應(yīng)方程及應(yīng)用

1．三個(gè)關(guān)系

愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0.

光電子的最大初動(dòng)能Ek能夠利用光電管用實(shí)驗(yàn)的方法測(cè)得，即Ek＝eUc，其中Uc是遏止電壓．

光電效應(yīng)方程中的W0為逸出功，它與極限頻率νc的關(guān)系是

0c.W＝hν2．四類(lèi)圖象圖象名稱(chēng)圖線(xiàn)形狀由圖線(xiàn)直接(間接)獲得的物理量①極限頻率：圖線(xiàn)與ν軸交點(diǎn)的最大初動(dòng)能Ek與橫坐標(biāo)νc入射光頻率ν的②逸出功：圖線(xiàn)與Ek軸交點(diǎn)的縱坐關(guān)系圖線(xiàn)標(biāo)的值，W＝|－E|＝E0③普朗克常量：圖線(xiàn)的斜率k＝h顏色相同、強(qiáng)度不①遏止電壓U：圖線(xiàn)與橫軸的交點(diǎn)c同的光，光電流與②飽和光電流Im：電流的最大值電壓的關(guān)系圖線(xiàn)③最大初動(dòng)能：E＝eUkmc顏色不相同時(shí)，光電①遏止電壓U、Uc1c2流與電壓的關(guān)系②飽和光電流圖線(xiàn)③最大初動(dòng)能E＝eU，E＝eUk1c1k2c2

①截止頻率νc：圖線(xiàn)與橫軸的交點(diǎn)遏止電壓ccU與入②遏止電壓U：隨入射光頻率的增射光頻率ν的關(guān)大而增大系圖線(xiàn)③普朗克常量：等于圖線(xiàn)的斜率h

與電子電量的乘積，即h＝ke.(注：

此時(shí)兩極之間接反向電壓)

[多維研究]

考向1光電效應(yīng)方程的應(yīng)用

1．(多項(xiàng)選擇)(2017·全國(guó)Ⅲ卷)在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，分別用頻率為νa、

νb的單色光a、b照射到同種金屬上，測(cè)得相應(yīng)的遏止電壓分別

為Ua和Ub、光電子的最大初動(dòng)能分別為Eka和Ekb.h為普朗克常

量．以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()

A．若νa>νb，則必然有Ua＜Ub

B．若νa>νb，則必然有Eka＞Ekb

C．若Ua＜Ub，則必然有Eka＜Ekb

D．若νa>νb，則必然有hνa－Eka＞hνb－Ekb

[題眼點(diǎn)撥]①“照射同種金屬”，說(shuō)明兩種情況下的逸出功

相同；②用Ek＝hν－W0分析Ek的大小，用qU＝Ek分析遏止電

壓的大小．BC

[

光電效應(yīng)中遏止電壓與最大初動(dòng)能之間的關(guān)系為

eU＝Ek，

依照光電效應(yīng)方程可知Ek＝hν－W0，

若νa＞νb，則Eka＞Ekb，Ua＞Ub，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確；

若Ua＜Ub，則Eka＜Ekb，選項(xiàng)C正確；

由光電效應(yīng)方程可得W0＝hν－Ek，則hνa－Eka＝hνb－Ekb，選

項(xiàng)D錯(cuò)誤．

]

2．(多項(xiàng)選擇)在研究光電效應(yīng)現(xiàn)象時(shí)，某小組的同學(xué)分別用波長(zhǎng)為

λ、

2λ的單色光照射某金屬，逸出的光電子最大速度之比為

2∶1，

普朗克常量用

h表示，光在真空中的速度用

c

表示．則

(

)

A．光電子的最大初動(dòng)能之比為2∶1

cB．該金屬的截止頻率為3λ

cC．該金屬的截止頻率為λ

5D．用波長(zhǎng)為2λ的單色光照射該金屬時(shí)能發(fā)生光電效應(yīng)

BD[由于兩種單色光照射下，逸出的光電子的最大速度之比為

122∶1，由Ek＝2mv可知，光電子的最大初動(dòng)能之比為4∶1，A錯(cuò)誤；又由ν＝＋知，c＝＋12c＝＋12，又hλ，k12ccv1＝2v2，解得W＝h3λ，則該金屬的截止頻率為3λ，B正確，C

錯(cuò)誤；光的波長(zhǎng)小于或等于3λ時(shí)才能發(fā)生光電效應(yīng)，D正確．]

[反思總結(jié)]應(yīng)用光電效應(yīng)方程時(shí)的注意事項(xiàng)

每種金屬都有一個(gè)截止頻率，入射光頻率大于這個(gè)截止頻率時(shí)才能發(fā)生光電效應(yīng).

截止頻率是發(fā)生光電效應(yīng)的最小頻率，對(duì)應(yīng)著光的極限波長(zhǎng)和金屬的逸出功，即.

應(yīng)用光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0時(shí)，注意能量單位電子伏和焦耳

的換算1eV＝×10－19J.

(2017·撫州模擬)人們發(fā)現(xiàn)光電效應(yīng)擁有瞬時(shí)性和對(duì)各種金屬

都存在極限頻率的規(guī)律．請(qǐng)問(wèn)誰(shuí)提出了何種學(xué)說(shuō)很好地講解了

上述規(guī)律？已知鋅的逸出功為，用某單色紫外線(xiàn)照射

鋅板時(shí)，逸出光電子的最大速度為106m/s，求該紫外線(xiàn)的波長(zhǎng)

.(電子質(zhì)量Me＝×10－31kg，普朗克常量h＝×10－34J·s,1eV＝×10－19J)

[分析]愛(ài)因斯坦提出的光子說(shuō)很好地講解了光電效應(yīng)現(xiàn)象．由愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程：

Ek＝hν－W0①

光速、波長(zhǎng)、頻率之間關(guān)系：c＝λν②

聯(lián)立①②得紫外線(xiàn)的波長(zhǎng)為

hcλ＝12W0＋2mv＝×10－34×3×108m－191－3112××10＋2××10×10

×10－7m.

[答案]愛(ài)因斯坦的光子說(shuō)很好地講解了光電效應(yīng)

2．009×10－7m

考向2與光電效應(yīng)有關(guān)的圖象問(wèn)題

3．(2018·南昌模擬)如圖12-1-3甲所示是研究光電效應(yīng)的電路

圖．某同學(xué)利用該裝置在不相同實(shí)驗(yàn)條件下獲得了三條光電流I與

A、K兩極之間的電壓UAK的關(guān)系曲線(xiàn)(甲光、乙光、丙光)，如圖乙

所示．則以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()

甲乙

圖12-1-3

A．甲光照射光電管發(fā)出光電子的初動(dòng)能必然小于丙光照射光電

管發(fā)出光電子的初動(dòng)能

B．單位時(shí)間內(nèi)甲光照射光電管發(fā)出光電子比乙光的少

C．用強(qiáng)度相同的甲、丙光照射該光電管，則單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)相等

D．關(guān)于不相同種金屬，若照射光頻率不變，則逸出光電子的最大

初動(dòng)能與金屬的逸出功為線(xiàn)性關(guān)系

【自主思慮】

在題圖乙中，Uc1和Uc2的意義是什么？由此能否得出，甲、乙、丙三種光的頻率關(guān)系？

[提示]U表示光電流為零時(shí)的反向電壓，也就是遏止電壓．此c1212＝hν－W.由以上兩式得U大的光的ν22cececc大，因此甲、乙、丙三種光的頻率關(guān)系為ν丙>ν甲＝ν乙光強(qiáng)相同的兩種色光，怎樣比較單位時(shí)間內(nèi)照射到單位面積上的光子數(shù)的多少？

[提示]頻率大的光子能量大，在光強(qiáng)相同時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)照

射到單位面積上的光子數(shù)就少．

[當(dāng)光照射到K極時(shí)，若是入射光的頻率足夠大(大于K極金屬的極限頻率)，就會(huì)從K極發(fā)出光電子．當(dāng)反向電壓增加到某

12

一值時(shí)，電流表A中電流就會(huì)變?yōu)榱?，此時(shí)2mevc＝eUc，式中vc表示光電子的最大初速度，e為電子的電荷量，Uc為遏止電壓，依照愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程可知丙光的最大初動(dòng)能較大，故丙光的頻率較大，但丙光照射光電管發(fā)出光電子的初動(dòng)能不用然

比甲光照射光電管發(fā)出光電子的初動(dòng)能大，因此A錯(cuò)誤．關(guān)于甲、乙兩束頻率相同的光來(lái)說(shuō)，入射光越強(qiáng)，單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)越多，因此B錯(cuò)誤．對(duì)甲、丙兩束不相同頻率的光來(lái)說(shuō)，光強(qiáng)相同是單位時(shí)間內(nèi)照射到光電管單位面積上的光子的

總能量相等，由于丙光的光子頻率較高，每個(gè)光子的能量較大，因此單位時(shí)間內(nèi)照射到光電管單位面積上的光子數(shù)就較少，所

以單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出的光電子數(shù)就較少，因此C錯(cuò)誤．關(guān)于不相同金屬，若照射光頻率不變，依照愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W，知Ek與金屬的逸出功為線(xiàn)性關(guān)系，D正確．]

在T3中，(1)若僅增大電源的電動(dòng)勢(shì)則電流表的示數(shù)必然增大嗎？

提示：不用然．當(dāng)電流達(dá)到飽和電流時(shí)，電流表的示數(shù)就不再增大．

若僅將電源的正、負(fù)極對(duì)調(diào)，則電流表的示數(shù)必然為零嗎？提示：不用然．正負(fù)極對(duì)調(diào)后，光電子做減速運(yùn)動(dòng)，電子若不能夠到達(dá)A極，則電流表的示數(shù)為零，否則就不為零．

研究光電效應(yīng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)裝置如圖12-1-4所示，用頻率為ν的光照射光電管陰極K時(shí)，有光電子產(chǎn)生．由于光電管K、A間加的是反向電壓，光電子從陰極K發(fā)射后將旭日極A做減速運(yùn)動(dòng)．光電流i由圖中電流計(jì)G測(cè)出，反向電壓U由電壓表V測(cè)出．當(dāng)電

流計(jì)的示數(shù)恰好為零時(shí)，電壓表的示數(shù)稱(chēng)為反向截止電壓Uc，在

以下表示光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)規(guī)律的圖象中，錯(cuò)誤的選項(xiàng)是()

【導(dǎo)學(xué)號(hào)：84370488】

圖12-1-4

[由光電效應(yīng)規(guī)律可知，光電流的強(qiáng)度與光強(qiáng)成正比，光射

到金屬上時(shí)，光電子的發(fā)射是瞬時(shí)的，不需要時(shí)間積累，故A、

圖象正確；從金屬中發(fā)出的光電子，在反向電壓作用下做減速運(yùn)動(dòng)，隨著反向電壓的增大，到達(dá)陽(yáng)極的光電子數(shù)減少，故

C圖象正確；由光電效應(yīng)方程可知：hν＝hν0＋Ekm，而eUc＝Ekm，

因此有hν＝hν0＋eUc，由此可知，B圖象錯(cuò)誤．]

[反思總結(jié)]光電效應(yīng)問(wèn)題中的五個(gè)決定關(guān)系

逸出功W0一準(zhǔn)時(shí)，入射光的頻率決定著能否產(chǎn)生光電效應(yīng)以及光電子的最大初動(dòng)能.

入射光的頻率一準(zhǔn)時(shí)，入射光的強(qiáng)度決定著單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射出來(lái)的光電子數(shù).

愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程：Ek＝hν－W0.

最大初動(dòng)能與遏止電壓的關(guān)系：Ek＝eUc.

逸出功與極限頻率、極限波長(zhǎng)的關(guān)系：W0＝hνc＝h.

(多項(xiàng)選擇)(2017·武威模擬)如圖是某金屬在光的照射下產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系圖象．由圖象可

知()

A．該金屬的逸出功等于E

B．該金屬的逸出功等于hν0

C．入射光的頻率為2ν0時(shí)，產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為E

ν0ED．入射光的頻率為2時(shí)，產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為2

ABC[由愛(ài)因斯坦的光電效應(yīng)方程：Ek＝hν－W0，對(duì)應(yīng)圖線(xiàn)可得，該金屬的逸出功W0＝E＝hν0，A、B均正確；若入射光的頻率為2ν0，則產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能Ek＝2hν0－W0＝hν0

0E，故C正確；入射光的頻率為2時(shí)，該金屬不發(fā)生光電效應(yīng)，D錯(cuò)誤．]

對(duì)波粒二象性的理解

1．對(duì)光的顛簸性和粒子性的進(jìn)一步理解

光的顛簸性光的粒子性

實(shí)

驗(yàn)干涉和衍射

光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)

基

礎(chǔ)

①光是一種概率波，即光子在

空間各點(diǎn)出現(xiàn)的可能性大小表(概率)可用顛簸規(guī)律來(lái)描述現(xiàn)②大量的光子在流傳時(shí)，表現(xiàn)

出光的顛簸性

①當(dāng)光同物質(zhì)發(fā)生作用時(shí)，這種作用是“一份一份”進(jìn)行的，表現(xiàn)出粒子的性質(zhì)②少量或個(gè)別光子簡(jiǎn)單顯示出光的粒子性

①光的顛簸性是光子自己的一

種屬性，不是光子之間相互作說(shuō)用產(chǎn)生的明②光的顛簸性不相同于宏觀看法

①粒子的含義是“不連續(xù)”、“一份一份”的②光子不相同于宏觀看法的粒子

的波

顛簸性和粒子性的對(duì)峙與一致

大量光子易顯示出顛簸性，而少量光子易顯示出粒子性．

波長(zhǎng)長(zhǎng)(頻率低)的光顛簸性強(qiáng)，而波長(zhǎng)短(頻率高)的光粒子性強(qiáng)．

hc光子說(shuō)并未否定顛簸說(shuō)，E＝hν＝λ中，ν和λ就是波的

看法．

波和粒子在宏觀世界是不能夠一致的，而在微觀世界倒是一致

的．

[題組通關(guān)]

3．(2018·濟(jì)南模擬)關(guān)于波粒二象性，以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是()

甲乙

丙丁

圖12-1-5

A．圖甲中紫光照射到鋅板上能夠發(fā)生光電效應(yīng)，則其他可見(jiàn)光

照射到鋅板上也必然能夠發(fā)生光電效應(yīng)

B．圖乙中入射光的強(qiáng)度越大，則在陰極板上產(chǎn)生的光電子的最

大初動(dòng)能越大

C．圖丙說(shuō)明光子既有粒子性也有顛簸性

D．戴維孫和湯姆孫利用圖丁證了然電子擁有顛簸性

[在可見(jiàn)光中，紫光的頻率最大，故紫光光子的能量最大，紫光照射到鋅板上能夠發(fā)生光電效應(yīng)，但其他可見(jiàn)光照射到鋅板上不用然發(fā)生光電效應(yīng)，A錯(cuò)誤；入射光的強(qiáng)度只能改變單位時(shí)間內(nèi)逸出光電子的數(shù)量，但不能夠增大逸出光電子的最大初動(dòng)能，B錯(cuò)誤；光的散射揭穿了光的粒子性，沒(méi)有揭穿光的顛簸性，C錯(cuò)誤；衍射是波特有的現(xiàn)象，故電子束衍射實(shí)考據(jù)明

了電子擁有顛簸性，D正確．]

4．(2017·北京高考)2017年年初，我國(guó)研制的“大連光源”——極

紫外自由電子激光裝置，發(fā)出了波長(zhǎng)在100nm(1nm＝10－9m)附

近連續(xù)可調(diào)的世界上最強(qiáng)的極紫外激光脈沖，“大連光源”因其

光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技術(shù)、霧霾治理等

領(lǐng)域的研究中發(fā)揮重要作用．一個(gè)處于極紫外波段的光子所擁有

的能量能夠電離一個(gè)分子，但又不會(huì)把分子打碎．據(jù)此判斷，能

夠電離一個(gè)分子的能量約為(取普朗克常量h＝×10－34J·s，真空光速c＝3×108m/s)()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：84370489】A．10－21JB．10－18JC．10－15JD．10－12JcB[一個(gè)處于極紫外波段的光子所擁有的能量E＝hν＝hλ＝－343×108－18×10×10－7J≈10J，選項(xiàng)B正確．]

氫原子能級(jí)和能級(jí)躍遷

1．兩類(lèi)能級(jí)躍遷

自覺(jué)躍遷：高能級(jí)→低能級(jí)，釋放能量，發(fā)出光子．

E高－E低光子的頻率ν＝h＝h.

受激躍遷：低能級(jí)→高能級(jí)，吸取能量．

①光照(吸取光子)：光子的能量必定恰等于能級(jí)差hν＝E.

②碰撞、加熱等：只要入射粒子能量大于或等于能級(jí)差即可，E

外≥ΔE.

③大于電離能的光子被吸取，將原子電離．

2．電離

電離態(tài)與電離能

電離態(tài)：n＝∞，E＝0

基態(tài)→電離態(tài)：E吸＝0－(－13.6eV)＝電離能．

n＝2→電離態(tài)：E吸＝0－E2＝

如吸取能量足夠大，戰(zhàn)勝電離能后，獲得自由的電子還攜帶動(dòng)

能．

3．譜線(xiàn)條數(shù)的確定方法

一個(gè)氫原子躍遷發(fā)出可能的光譜線(xiàn)條數(shù)最多為(n－1)．

一群氫原子躍遷發(fā)出可能的光譜線(xiàn)條數(shù)的兩種求解方法．①用數(shù)學(xué)中的組合知識(shí)求解：.

②利用能級(jí)圖求解：在氫原子能級(jí)圖中將氫原子躍遷的各種可

能情況一一畫(huà)出，爾后相加．

[題組通關(guān)]

5．(多項(xiàng)選擇)氫原子光譜在可見(jiàn)光部分只有四條譜線(xiàn)，它們分別是從n

為3、4、5、6的能級(jí)直接向n＝2能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的．四條譜線(xiàn)

中，一條紅色、一條藍(lán)色、兩條紫色，則以下說(shuō)法正確的選