新教材 人教版高中物理選擇性必修第三冊(cè) 第四章 原子結(jié)構(gòu)和波粒二象性(知識(shí)點(diǎn)詳解及配套習(xí)題)

第四章原子結(jié)構(gòu)和波粒二象性1.普朗克黑體輻射理論-1-2.光電效應(yīng)-1-3．原子的核式結(jié)構(gòu)模型-15-4.氫原子光譜和玻爾的原子模型-26-5.粒子的波動(dòng)性和量子力學(xué)的建立-39-章末復(fù)習(xí)提高-47-1.普朗克黑體輻射理論2.光電效應(yīng)一、能量量子化1．黑體輻射隨著溫度的升高，一方面，各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都有增加另一方面，輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)。維恩和瑞利的理論解釋建立理論的基礎(chǔ)：依據(jù)熱力學(xué)和電磁學(xué)的知識(shí)尋求黑體輻射的理論解釋。維恩公式：在短波區(qū)與實(shí)驗(yàn)非常接近，在長(zhǎng)波區(qū)則與實(shí)驗(yàn)偏離很大。瑞利公式：在長(zhǎng)波區(qū)與實(shí)驗(yàn)基本一致，但在短波區(qū)與實(shí)驗(yàn)嚴(yán)重不符，由理論得出的荒謬結(jié)果被稱為“紫外災(zāi)難”。2．能量子普朗克的假設(shè)組成黑體的振動(dòng)著的帶電微粒的能量只能是某一最小能量值￡的整數(shù)倍。即能的輻射或者吸收只能是二份二份的。這個(gè)不可再分的最小能量值￡叫作能量子。能量子公式￡=hv，其中v是電磁波的頻率，h稱為普朗克常量。h=6.626X10-34J?s。(一般取h=6.63X10-34j?s)能量的量子化微觀粒子的能量是量子化的，或者說微觀粒子的能量是分立的。這種現(xiàn)象叫能量的量子化。說明：黑體輻射的電磁波強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布只跟黑體溫度有關(guān)。二、光電效應(yīng)現(xiàn)象和規(guī)律1．光電效應(yīng)定義照射到金屬表面的光，能使金屬中的電子從表面逸出的現(xiàn)象。2．光電子光電效應(yīng)中發(fā)射出來的電子。3．光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律截止頻率：當(dāng)入射光的頻率減小到某一數(shù)值匕時(shí)，光電流消失，表面已經(jīng)沒有光電子了，匕稱為截止頻率。存在著飽和電流。入射光強(qiáng)度一定，單位時(shí)間內(nèi)陰極K發(fā)射的光電子數(shù)二定。入射光越強(qiáng)，飽和電流越大，表明入射光越強(qiáng)，單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)越多。遏止電壓：施加反向電壓，使光電流減小到0的反向電壓Uc稱為遏止電壓。光電效應(yīng)具有瞬時(shí)性：當(dāng)頻率超過截止頻率匕時(shí)，光電效應(yīng)幾乎是瞬時(shí)發(fā)生的。4．逸出功使電子脫離某種金屬所做功的最小值，叫作這種金屬的逸出功，用W0表示，不同金屬的逸出功不同。三、愛因斯坦的光子說及光電效應(yīng)方程1．光子說內(nèi)容光不僅在發(fā)射和吸收時(shí)能量是一份一份的，而且光本身就是由一個(gè)個(gè)不可分割的能量子組成的，頻率為v的光的能量子為如，這些能量子稱為光子。光子能量公式為s=hv，其中v指光的頻率。2．光電效應(yīng)方程(1)對(duì)光電效應(yīng)的說明在光電效應(yīng)中，金屬中的電子吸收一個(gè)光子獲得的能量是hv，其中一部分用來克服金屬的逸出功W°,另一部分為光電子的初動(dòng)能Ek。(2)光電效應(yīng)方程Ek=hv^W0O3．對(duì)光電效應(yīng)規(guī)律的解釋光電子的最大初動(dòng)能與入射光頻率有關(guān)，與光的強(qiáng)弱無關(guān)。只有當(dāng)hv>W0時(shí)，才有光電子逸出。電子一次性吸收光子的全部能量，不需要積累能量的時(shí)間。對(duì)于同種顏色的光，光較強(qiáng)時(shí)，包含的光子數(shù)較多，照射金屬時(shí)產(chǎn)生的光電子較多，因而飽和電流較大。說明：①光越強(qiáng)，包含的光子數(shù)越多，照射金屬時(shí)產(chǎn)生的光電子就多，因而飽和電流大；②入射光的強(qiáng)度，指單位時(shí)間照射在金屬單位面積上的光子總能量，在入射光頻率不變的情況下，光強(qiáng)與光子數(shù)成正比；③單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射出來的電子數(shù)由光強(qiáng)決定。四、康普頓效應(yīng)和光子的動(dòng)量1．康普頓效應(yīng)在散射的X射線中，除了與入射波長(zhǎng)妬相同的成分外，還有波長(zhǎng)大于妬的成UU分，這個(gè)現(xiàn)象稱為康普頓效應(yīng)。2．光子的動(dòng)量h光子不僅具有能量，而且具有動(dòng)量，公式：p=T。二基礎(chǔ)自測(cè)Q1.思考判斷(正確的打“V”，錯(cuò)誤的打“X”)TOC\o"1-5"\h\z溫度越高，黑體輻射電磁波的強(qiáng)度越大。(V)能量子的能量不是任意的，其大小與電磁波的頻率成正比。(V)金屬表面是否發(fā)生光電效應(yīng)與入射光的強(qiáng)弱有關(guān)。(X)在發(fā)生光電效應(yīng)的條件下，入射光強(qiáng)度越大，飽和光電流越大。(V)2．(多選)下列敘述正確的是()—切物體都在輻射電磁波—般物體輻射電磁波的情況只與溫度有關(guān)一般物體輻射電磁波的情況只與材料有關(guān)黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布只與黑體溫度有關(guān)AD［根據(jù)熱輻射定義知A正確；根據(jù)熱輻射和黑體輻射的特點(diǎn)知一般物體輻射電磁波的情況除與溫度有關(guān)外，還與材料種類和表面狀況有關(guān)，而黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布只與黑體溫度有關(guān)，B、C錯(cuò)誤、D正確。］3．(多選)對(duì)光電效應(yīng)的解釋正確的是()金屬鈉的每個(gè)電子可以吸收一個(gè)或一個(gè)以上的光子，它積累的動(dòng)能足夠大時(shí)，就能逸出金屬如果入射光子的能量小于金屬表面的電子克服引力要做的最小功，光電子便不能逸出來，即光電效應(yīng)便不能發(fā)生了發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，入射光越強(qiáng)，光子的能量就越大，發(fā)射的光電子的最大初動(dòng)能就越大由于不同的金屬逸出功是不相同的，因此使不同金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的入射光的最低頻率也不相同BD［實(shí)驗(yàn)證明，不論入射光的強(qiáng)度多大，只要入射光的頻率小于金屬的極限頻率，就不會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)，而光電子的最大初動(dòng)能與入射光頻率和金屬材料有關(guān)，材料不同，逸出功不同，由愛因斯坦光電效應(yīng)方程加=W+2mO2可知，光電2mW子的最大初動(dòng)能也就不同。當(dāng)vm=0時(shí)，v0=h，W不同則v0不同。最大初動(dòng)能與光強(qiáng)度無關(guān)，B、D正確。］對(duì)黑體輻射、能量子的理解美國(guó)科學(xué)家約翰?馬瑟和喬治?斯穆特由于發(fā)現(xiàn)了宇宙微波背景輻射的黑體形式和各向異性而獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。他們的出色工作被譽(yù)為是宇宙學(xué)研究進(jìn)入精密科學(xué)時(shí)代的起點(diǎn)。試探究：(1)黑體的輻射實(shí)際上是什么輻射？(2)普朗克對(duì)此提出了什么假說？提示：(1)實(shí)際是電磁輻射。提出了能量子假說。一般物體與黑體的比較熱輻射特點(diǎn)吸收、反射特點(diǎn)一般物體輻射電磁波的情況與溫度有關(guān)，與材料的種類及表面狀況有關(guān)既吸收又反射，其能力與材料的種類及入射波長(zhǎng)等因素有關(guān)黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布只與黑體的溫度有關(guān)完全吸收各種入射電磁波，不反射2.黑彳體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律(1)溫度一定時(shí)，黑體輻射強(qiáng)度隨波長(zhǎng)的分布有一個(gè)極大值。(2)隨著溫度的升高各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都有增加；②輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)。［特別提醒］熱輻射不一定要高溫，任何溫度的物體都發(fā)出一定的熱輻射，只是溫度低時(shí)熱輻射弱，溫度高時(shí)熱輻射強(qiáng)；黑體是一個(gè)理想化的物理模型，實(shí)際不存在；黑體看上去不一定是黑的，有些可看作黑體的物體由于自身有較強(qiáng)的輻射,看起來還會(huì)很明亮。3．能量子的有關(guān)問題對(duì)能量子的理解：物體熱輻射所發(fā)出的電磁波是通過內(nèi)部的帶電諧振子向外輻射的，諧振子的能量是不連續(xù)的，只能是hv的整數(shù)倍。能量子假說的意義：解決了“紫外災(zāi)難”的問題，破除了“能量連續(xù)變化”的傳統(tǒng)觀念。【例1】(多選)黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律如圖所示，由圖可知()輻射強(qiáng)度/隨溫度升高，各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都增加隨溫度降低，各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都增加隨溫度升高，輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)隨溫度降低，輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較長(zhǎng)的方向移動(dòng)思路點(diǎn)撥：溫度升高，各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都增加，且極大值向波長(zhǎng)短的方向移動(dòng)；反之亦然。ACD［由圖可知，隨溫度升高，各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都增加，且輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短的方向移動(dòng)，當(dāng)溫度降低時(shí)，上述變化都將反之，故A、C、D正確，B錯(cuò)誤。］［跟進(jìn)訓(xùn)練］（多選）關(guān)于對(duì)熱輻射的認(rèn)識(shí)，下列說法正確的是（）溫度越高，物體輻射的電磁波越強(qiáng)冷的物體只吸收電磁波輻射強(qiáng)度按波長(zhǎng)的分布情況只與物體的溫度有關(guān)，與材料的種類及表面狀況無關(guān)常溫下看到的不透明、非發(fā)光物體的顏色是反射光的顏色AD［一切物體都在不停地向外輻射電磁波，且溫度越高，輻射的電磁波越強(qiáng)，A正確，B錯(cuò)誤；選項(xiàng)C是黑體輻射的特性，C錯(cuò)誤；常溫下看到的不透明、非發(fā)光物體的顏色是反射光的顏色，D正確。］■呂點(diǎn)2丿對(duì)光電效應(yīng)現(xiàn)象的理解教材P73“思考與討論"提示：金屬表面層內(nèi)存在一種力，阻礙電子逃逸，當(dāng)溫度不是很高時(shí)，大多數(shù)電子能量不夠大，因此不能大量逸出金屬表面。一驗(yàn)電器與鋅板相連，如圖所示，用一紫外線燈照射鋅板，關(guān)燈后，驗(yàn)電器指針保持一定偏角。試探究：（1）現(xiàn)用一帶負(fù)電的金屬小球與鋅板接觸，則驗(yàn)電器指針偏角將怎樣變化？（2）使驗(yàn)電器指針回到零，再用相同強(qiáng)度的鈉燈發(fā)出的黃光照射鋅板，驗(yàn)電器指針無偏轉(zhuǎn)。那么，若改用強(qiáng)度更大的紅外線燈照射鋅板可觀察到驗(yàn)電器指針如何偏轉(zhuǎn)？提示：⑴偏角減小。指針不偏轉(zhuǎn)。認(rèn)識(shí)幾個(gè)概念光子與光電子光子指光在空間傳播時(shí)的每一份能量，光子不帶電，光電子是金屬表面受到光照射時(shí)發(fā)射出來的電子，其本質(zhì)是電子，光子是光電效應(yīng)的因，光電子是果。光電子的動(dòng)能與光電子的最大初動(dòng)能光照射到金屬表面時(shí)，光子的能量全部被電子吸收，電子吸收了光子的能量可能向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，需克服原子核和其他原子的阻礙而損失一部分能量，剩余部分為光電子的初動(dòng)能；只有金屬表面的電子直接向外飛出時(shí)，只需克服原子核的引力做功，才具有最大初動(dòng)能。光電子的初動(dòng)能小于或等于光電子的最大初動(dòng)能。光子的能量與入射光的強(qiáng)度光子的能量即每個(gè)光子的能量，其值為8=hv(V為光子的頻率)，其大小由光的頻率決定。入射光的強(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，入射光的強(qiáng)度等于單位時(shí)間內(nèi)光子能量與入射光子數(shù)的乘積。光電流與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)飽和值就是飽和光電流，在一定的光照條件下，飽和光電流與所加電壓大小無關(guān)。光的強(qiáng)度與飽和光電流飽和光電流與入射光強(qiáng)度成正比的規(guī)律是對(duì)頻率相同的光照射金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)而言的，對(duì)于不同頻率的光，由于每個(gè)光子的能量不同，飽和光電流與入射光強(qiáng)度之間不是簡(jiǎn)單的正比關(guān)系。光電效應(yīng)與經(jīng)典電磁理論的矛盾(1)矛盾之一：遏止電壓由入射光頻率決定，與光的強(qiáng)弱無關(guān)按照光的經(jīng)典電磁理論，光越強(qiáng)，光電子的初動(dòng)能應(yīng)該越大，所以遏止電壓應(yīng)與光的強(qiáng)弱有關(guān)，而實(shí)驗(yàn)表明：遏止電壓由入射光的頻率決定，與光強(qiáng)無關(guān)。(2)矛盾之二：存在截止頻率按照光的經(jīng)典電磁理論，不管光的頻率如何，只要光足夠強(qiáng)，電子都可獲得足夠的能量從而逸出表面，不應(yīng)存在截止頻率。而實(shí)驗(yàn)表明：不同金屬有不同的截止頻率，入射光頻率大于截止頻率時(shí)才會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)。(3)矛盾之三：具有瞬時(shí)性按照光的經(jīng)典電磁理論，如果光很弱，電子需幾分鐘到十幾分鐘的時(shí)間才能獲得逸出表面所需的能量。而實(shí)驗(yàn)表明：無論入射光怎樣微弱，光電效應(yīng)幾乎是瞬時(shí)的。【例2】利用光電管研究光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)如圖所示，用頻率為v的可見光照射陰極K,電流表中有電流通過，貝胚)用紫外線照射，電流表一定有電流通過用紅光照射，電流表一定無電流通過用紅外線照射，電流表一定無電流通過用頻率為v的可見光照射K,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭移到A端時(shí)，電流表中一定無電流通過思路點(diǎn)撥：(1)紫外線照射，可以發(fā)生光電效應(yīng)?？梢姽狻⒓t外線照射均不能發(fā)生光電效應(yīng)。A［因紫外線的頻率比可見光的頻率高，所以用紫外線照射時(shí)，電流表中一定有電流通過，選項(xiàng)A正確；因不知陰極K的截止頻率，所以用紅光或紅外線照射時(shí)，也可能發(fā)生光電效應(yīng)，選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤；即使UA薩0,電流表中也可能有電流通過，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。］【一題多變】在例2中，若將電路中的電源正負(fù)極對(duì)調(diào)，其他條件不變。貝電路中是否還有電流？若有電流，將滑動(dòng)觸頭左右移動(dòng)，電流表示數(shù)如何變化？【提示】電路中不一定有電流。若將觸頭向A端移動(dòng)，則電流可能逐漸增大，向B端移動(dòng)電流可能逐漸減小。關(guān)于光電效應(yīng)的兩點(diǎn)提醒發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)需滿足：照射光的頻率大于金屬的極限頻率，即V>Vc，或光子的能量￡>W0O光電子的最大初動(dòng)能只與照射光的頻率及金屬的逸出功有關(guān)，而與照射光的強(qiáng)弱無關(guān)，強(qiáng)度大小決定了逸出光電子的數(shù)目多少。［跟進(jìn)訓(xùn)練］(多選)對(duì)光電效應(yīng)的理解正確的是()金屬鈉的每個(gè)電子可以吸收一個(gè)或一個(gè)以上的光子，當(dāng)它積累的動(dòng)能足夠大時(shí)，就能逸出金屬在光電效應(yīng)中，一個(gè)電子只能吸收一個(gè)光子如果入射光子的能量小于金屬表面的電子克服原子核的引力而逸出時(shí)所需做的最小功，便不能發(fā)生光電效應(yīng)發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，入射光越強(qiáng)，光子的能量就越大，光電子的最大初動(dòng)能就越大BC［按照愛因斯坦的光子說，光子的能量由光的頻率決定，與光強(qiáng)無關(guān)，入射光的頻率越大，發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能越大；但要使電子離開金屬，電子必須具有足夠的動(dòng)能，而電子增加的動(dòng)能只能來源于照射光的光子能量，且一個(gè)電子只能吸收一個(gè)光子，不能同時(shí)吸收多個(gè)光子，所以光子的能量小于某一數(shù)值時(shí)便不能產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象；電子從金屬逸出時(shí)只有從金屬表面向外逸出的電子克服原子核的引力所做的功最小。綜上所述，選項(xiàng)B、C正確。］△^點(diǎn)3丿對(duì)光電效應(yīng)方程的理解與應(yīng)用深沉的夜色中，在大海上航行的船舶依靠航標(biāo)燈指引航道，如圖所示是一個(gè)航標(biāo)燈自動(dòng)控制電路的示意圖。電路中的光電管陰極K涂有可發(fā)生光電效應(yīng)的金屬。下表反映的是各種金屬發(fā)生光電效應(yīng)的極限頻率和極限波長(zhǎng)，又知可見光的波長(zhǎng)在400?770nm(1nm=10-9m)。亠吟光亠吟光各種金屬發(fā)生光電效應(yīng)的極限頻率和極限波長(zhǎng)：金屬銫鋅銀鉑極限頻率(Hz)4.545X10148.065X10141.153X10151.529X1015極限波長(zhǎng)(wm)0.66000.37200.26000.1962試探究：(1)光電管陰極K上應(yīng)涂有哪種金屬？⑵控制電路中的開關(guān)S應(yīng)接觸“a”還是“b”？提示：(1)因?yàn)榭梢姽獾牟ㄩL(zhǎng)只小于銫的極限波長(zhǎng)，所以光電管陰極K上應(yīng)涂有金屬銫。(2)夜晚沒有光，不能發(fā)生光電效應(yīng)，但是指示燈亮，知開關(guān)S與b端相連。光電效應(yīng)方程Ek=加一W0的理解式中的Ek是光電子的最大初動(dòng)能，就某個(gè)光電子而言，其離開金屬時(shí)剩余動(dòng)能大小可以是0?Ek范圍內(nèi)的任何數(shù)值。光電效應(yīng)方程實(shí)質(zhì)上是能量守恒方程：能量為￡=加的光子被電子所吸收，電子把這些能量的一部分用來克服金屬表面對(duì)它的吸引，另一部分就是電子離開金屬表面時(shí)的動(dòng)能。如果克服吸引力做功最少為W0，則電子離開金屬表面時(shí)動(dòng)能最大為Ek，根據(jù)能量守恒定律可知：Ek=hv—W0o光電效應(yīng)方程包含了產(chǎn)生光電效應(yīng)的條件：若發(fā)生光電效應(yīng)，則光電子的最大初動(dòng)能必須大于零，即Ek=^—W0>0,亦WW即hv>W0，v>-h0=vc，而vc=~h0恰好是光電效應(yīng)的截止頻率。Ekm-v圖線:如圖所示是光電子最大初動(dòng)能Ekm隨入射光頻率v的變化圖線。這里，橫軸上的截距是截止頻率或極限頻率；縱軸上的截距是逸出功的負(fù)值；斜率為普朗克常量。

2．光電效應(yīng)規(guī)律中的兩條線索、兩個(gè)關(guān)系2．光電效應(yīng)規(guī)律中的兩條線索、兩個(gè)關(guān)系(1)兩條線索：f照射光l光電子r強(qiáng)度f照射光l光電子頻率——決定著每個(gè)光「的旋量e^hv「每秒鐘逸出的光電子數(shù)

決定著光電流的大小光電子逸出后的最大初動(dòng)能*加護(hù)*(2)兩個(gè)關(guān)系：光越強(qiáng)f光子數(shù)目多f發(fā)射光電子多f光電流大;光子頻率高f光子能量大f產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能大?！纠?】在研究光電效應(yīng)現(xiàn)象時(shí)，先后用兩種不同色光照射同一光電管，所得的光電流I與光電管兩端所加電壓U間的關(guān)系曲線如圖所示，下列說法正確的是()°u°u色光乙的頻率小、光強(qiáng)大色光乙的頻率大、光強(qiáng)大若色光乙的強(qiáng)度減為原來的一半，無論電壓多大，色光乙產(chǎn)生的光電流一定比色光甲產(chǎn)生的光電流小若另一光電管所加的正向電壓不變，色光甲能產(chǎn)生光電流，則色光乙一定能產(chǎn)生光電流思路點(diǎn)撥：(1)遏止電壓大，所對(duì)應(yīng)的色光頻率大，光子能量大。(2)飽和光電流越大，說明光越強(qiáng)。D［由題中圖像可得用色光乙照射光電管時(shí)遏止電壓大，使其逸出的光電子最大初動(dòng)能大，所以色光乙的頻率大，光子的能量大。由題中圖像可知，色光甲的飽和光電流大于色光乙的飽和光電流，故色光甲的光強(qiáng)大于色光乙的光強(qiáng)，A、B錯(cuò)誤；如果使色光乙的強(qiáng)度減半，則只是色光乙的飽和光電流減半，在特定的電壓下，色光乙產(chǎn)生的光電流不一定比色光甲產(chǎn)生的光電流小，C錯(cuò)誤；因色光乙的頻率大于色光甲的，故另一個(gè)光電管加一定的正向電壓，如果色光甲能使該光電管產(chǎn)生光電流，則色光乙一定能使該光電管產(chǎn)生光電流，D正確。］［跟進(jìn)訓(xùn)練］（多選）現(xiàn)用某一光電管進(jìn)行光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，當(dāng)用某一頻率的光入射時(shí)，有光電流產(chǎn)生。下列說法正確的是（）保持入射光的頻率不變，入射光的光強(qiáng)變大，飽和光電流變大入射光的頻率變高，飽和光電流變大入射光的頻率變高，光電子的最大初動(dòng)能變大保持入射光的光強(qiáng)不變，不斷減小入射光的頻率，始終有光電流產(chǎn)生AC［產(chǎn)生光電效應(yīng)時(shí)，光的強(qiáng)度越大，單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)越多，飽和光電流越大，A正確；飽和光電流大小與入射光的頻率無關(guān)，B錯(cuò)誤；光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻率的增加而增加，與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，C正確；減小入射光的頻率，如低于極限頻率，則不能發(fā)生光電效應(yīng)，沒有光電流產(chǎn)生，D錯(cuò)誤。］愛因斯坦因提出了光量子概念并成功地解釋了光電效應(yīng)的規(guī)律而獲得1921年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。某種金屬逸出光電子的最大初動(dòng)能Ekm與入射光頻率v的關(guān)系如圖所示，其中vc為極限頻率。從圖中可以確定的是（）逸出功與v有關(guān)Ekm與入射光強(qiáng)度成正比當(dāng)v<vc時(shí)，會(huì)逸出光電子圖中直線的斜率與普朗克常量有關(guān)D［金屬的逸出功只和金屬的極限頻率有關(guān)，與入射光的頻率無關(guān)，A錯(cuò)誤；最大初動(dòng)能取決于入射光的頻率，而與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，B錯(cuò)誤；只有卩＞匕時(shí)才會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)，C錯(cuò)誤；由愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek=hv-W0和W0=hvc(WQ為金屬的逸出功)可得，E=加一hv,可見圖像的斜率表示普朗克常量，D正確。］kc1．關(guān)于黑體及黑體輻射，下列說法正確的是()黑體是真實(shí)存在的普朗克引入能量子的概念，得出黑體輻射的強(qiáng)度按波長(zhǎng)分布的公式，與實(shí)驗(yàn)符合得非常好，并由此開創(chuàng)了物理學(xué)的新紀(jì)元隨著溫度升高，黑體輻射的各波長(zhǎng)的強(qiáng)度有些會(huì)增強(qiáng)，有些會(huì)減弱黑體輻射無任何實(shí)驗(yàn)依據(jù)B［黑體并不是真實(shí)存在的，A錯(cuò)誤；普朗克引入能量子的概念，得出黑體輻射的強(qiáng)度按波長(zhǎng)分布的公式，與實(shí)驗(yàn)符合得非常好，并由此開創(chuàng)了物理學(xué)的新紀(jì)元，B正確；隨著溫度的升高，各種波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度都有增加，C錯(cuò)誤；黑體輻射是有實(shí)驗(yàn)依據(jù)的，D錯(cuò)誤。］(多選)光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)的裝置如圖所示，則下列說法正確的是()用紫外線照射鋅板，驗(yàn)電器指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)用紅色光照射鋅板，驗(yàn)電器指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)鋅板帶的是負(fù)電荷使驗(yàn)電器指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的是正電荷AD［鋅板連接驗(yàn)電器，在紫外光的照射下，鋅板中有一部分自由電子從表面飛出來，鋅板中缺少電子，于是帶正電，則驗(yàn)電器也帶正電并且指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，故A、D正確，C錯(cuò)誤；紅光不能使鋅板發(fā)生光電效應(yīng)，B錯(cuò)誤。］入射光照射到某金屬表面上發(fā)生光電效應(yīng)，若入射光的強(qiáng)度減小，而頻率保持不變，那么()

從光照到金屬表面上到發(fā)射出光電子之間的時(shí)間間隔將明顯增加B逸出的光電子的最大初動(dòng)能將減小單位時(shí)間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)將減少有可能不發(fā)生光電效應(yīng)C［發(fā)生光電效應(yīng)幾乎是瞬間的，A錯(cuò)誤；入射光的頻率不變，則逸出的光電子的最大初動(dòng)能也就不變，B錯(cuò)誤；入射光強(qiáng)度減弱，說明單位時(shí)間內(nèi)入射光子數(shù)減少，則單位時(shí)間內(nèi)從金屬表面逸出的光電子數(shù)也減少，C正確；入射光照射到某金屬上發(fā)生光電效應(yīng)，說明入射光頻率大于這種金屬的極限頻率，即使入射光的強(qiáng)度減小，也一定能發(fā)生光電效應(yīng)，D錯(cuò)誤。］如圖所示為一真空光電管的應(yīng)用電路，關(guān)于電路中光電流的飽和值，下列說法正確的是()發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，電路中光電流的飽和值取決于入射光的頻率發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，電路中光電流的飽和值取決于入射光的強(qiáng)度發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，電路中光電流的飽和值取決于光電管所加的正向電壓的大小發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，電路中光電流的飽和值取決于入射光的光照時(shí)間B［在光電管中若發(fā)生了光電效應(yīng)，單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射光電子的數(shù)目只與入射光的強(qiáng)度有關(guān)，光電流的飽和值只與單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射光電子的數(shù)目有關(guān)，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤。］人眼對(duì)綠光最為敏感，正常人的眼睛接收到波長(zhǎng)為530nm的綠光時(shí)，只要每秒有6個(gè)綠光的光子射入瞳孔，眼睛就能察覺。普朗克常量為6.63X10-34J?s,光速為3.0X108m/s，則人眼能察覺到綠光時(shí)所接收到的最小功率是()A.A.2.3X10-18WB.3.8X10-19WC.C.7.0X10-10WD.1.2X10-18WA［因?yàn)槊棵胗?個(gè)綠光的光子射入瞳孔，所以察覺到綠光所接收的最小功6.636.63X10—34X3X108530X10—9EcP=—,式中E=6s,又s=hv=hj,可解得P=6XW~2.3X10-18W。故A正確。］3．原子的核式結(jié)構(gòu)模型一、電子的發(fā)現(xiàn)1．陰極射線熒光是由于玻璃受到陰極發(fā)出的某種射線的撞擊而引起的，這種射線命名為陰極射線。2．湯姆孫的探究方法及結(jié)論根據(jù)陰極射線在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)情況斷定，它的本質(zhì)是帶負(fù)電的粒子流，并求出了這種粒子的比荷。換用不同材料的陰極做實(shí)驗(yàn)，所得比荷的數(shù)值都相同，是氫離子比荷的近兩千倍。結(jié)論：陰極射線粒子帶負(fù)電，其電荷量的大小與氫離子大致相同而質(zhì)量比氫離子小得多，后來組成陰極射線的粒子被稱為電子。3．湯姆孫的進(jìn)一步研究湯姆孫又進(jìn)一步研究了許多新現(xiàn)象，證明了電子是原子的組成部分。4．電子的電荷量及電荷量子化電子電荷量：1910年前后由密立根通過著名的|油滴實(shí)驗(yàn)|得出，電子電荷的現(xiàn)代值為e=1.602X10-19Co電荷是量子化的，即任何帶電體的電荷只能是e的整數(shù)倍。m電子的質(zhì)量：me=9.10938356X10-31kg,質(zhì)子質(zhì)量與電子質(zhì)量的比mp=1e836o說明：陰極射線實(shí)質(zhì)是帶負(fù)電的電子流。二、原子的核式結(jié)構(gòu)模型1.a粒子散射實(shí)驗(yàn)(1)湯姆孫原子模型湯姆孫于1898年提出了原子模型，他認(rèn)為原子是一個(gè)球體，正電荷彌漫性地均勻分布在整個(gè)球體內(nèi)，電子鑲嵌在球中。(2)a粒子散射實(shí)驗(yàn)①實(shí)驗(yàn)裝置：a粒子源、金箔、放大鏡和熒光屏。②實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：a.絕大多數(shù)的a粒子穿過金箔后仍沿原來的方向前進(jìn)。b.少數(shù)a粒子發(fā)生了大角度的偏轉(zhuǎn)。c.極少數(shù)a粒子的偏轉(zhuǎn)角大于翌°,甚至有極個(gè)別a粒子被反彈回來。④實(shí)驗(yàn)意義：盧瑟福通過a粒子散射實(shí)驗(yàn)，否定了湯姆孫的原子模型，建立了核式結(jié)構(gòu)模型。2．盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型核式結(jié)構(gòu)模型1911年由盧瑟福提出，在原子中心有一個(gè)很小的核，叫原予核。它集中了原子全部的正電荷和幾乎全部的質(zhì)量，電子在核外空間運(yùn)動(dòng)。三、原子核的電荷與尺度說明：原子半徑與原子核半徑相差十萬多倍，因此原子內(nèi)部是十分“空曠”的。二基礎(chǔ)自測(cè)匸I思考判斷(正確的打“V”，錯(cuò)誤的打“X”)陰極射線撞擊玻璃管壁會(huì)發(fā)出熒光。(V)電子的電荷量是湯姆孫首先精確測(cè)定的。(X)

TOC\o"1-5"\h\za粒子散射實(shí)驗(yàn)中，大多數(shù)a粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)或反彈。(X)原子中所有正電荷都集中在原子核內(nèi)。(V)2．(多選)關(guān)于電荷的電荷量下列說法正確的是()電子的電荷量是由密立根油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)得的物體所帶電荷量可以是任意值物體所帶電荷量最小值為1.6X10—19C物體所帶的電荷量都是元電荷的整數(shù)倍ACD［密立根的油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)出了電子的電荷量為1.6X10－19C，并提出了電荷量子化的觀點(diǎn)，故A、C正確，B錯(cuò)誤；任何物體的電荷量都是e的整數(shù)倍，故D正確。］(多選)如圖所示為盧瑟福和他的同事們做a粒子散射實(shí)驗(yàn)的裝置示意圖，熒光屏和顯微鏡一起分別放在圖中A、B、C、D四個(gè)位置時(shí)觀察到的現(xiàn)象，下述說法中正確的是()熒光屏B--l熒光屏B--lii----\-4放在A位置時(shí)，相同時(shí)間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)最多放在B位置時(shí)，相同時(shí)間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)只比A位置稍少些放在B位置時(shí)，相同時(shí)間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)要比A位置少很多放在C、D位置時(shí)，屏上觀察不到閃光AC［在盧瑟福a粒子散射實(shí)驗(yàn)中，a粒子穿過金箔后，絕大多數(shù)a粒子仍沿原來的方向前進(jìn)，故A正確；少數(shù)a粒子發(fā)生較大偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)a粒子偏轉(zhuǎn)角度超過90°，極個(gè)別a粒子被反彈回來，故B、D錯(cuò)誤，C正確。］電子的發(fā)現(xiàn)電子所帶電荷量最早是由美國(guó)科學(xué)家密立根通過油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)出的。油滴實(shí)驗(yàn)的原理如圖所示，兩塊水平放置的平行金屬板與電源連接，上、下板分別帶正、負(fù)電荷。油滴從噴霧器噴出后，由于摩擦而帶電，油滴進(jìn)入上板中央小孔后落到勻強(qiáng)電場(chǎng)中，通過顯微鏡可以觀察到油滴的運(yùn)動(dòng)情況。兩金屬板間的距離為d忽略空氣對(duì)油滴的浮力和阻力。試探究：1.如何判定油滴的電性?調(diào)節(jié)兩金屬板間的電勢(shì)差U當(dāng)U=U0時(shí)，使得某個(gè)質(zhì)量為m1的油滴恰好做勻速運(yùn)動(dòng)，則該油滴所帶電荷量q為多少？提示：1.因要求油滴勻速運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力與重力平衡，而電場(chǎng)上端為正極，故油滴帶負(fù)電。由平衡條件知m￡=尋q,得q=珂驊。對(duì)陰極射線本質(zhì)的認(rèn)識(shí)——兩種觀點(diǎn)電磁波說，代表人物——赫茲，他認(rèn)為這種射線是一種電磁輻射。粒子說，代表人物——湯姆孫，他認(rèn)為這種射線是一種帶電粒子流。陰極射線帶電性質(zhì)的判斷方法方法一：在陰極射線所經(jīng)區(qū)域加上電場(chǎng)，通過打在熒光屏上的亮點(diǎn)的變化和電場(chǎng)的情況確定帶電的性質(zhì)。方法二：在陰極射線所經(jīng)區(qū)域加一磁場(chǎng)，根據(jù)亮點(diǎn)位置的變化和左手定則確定帶電的性質(zhì)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果根據(jù)陰極射線在電場(chǎng)中和磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)情況，判斷出陰極射線是粒子流，并且?guī)ж?fù)電。帶電油滴的電荷量都等于某個(gè)最小電荷量的整數(shù)倍，從而證實(shí)了電荷是量子化的，并求得了其最小值即電子所帶的電荷量e。【例1】如圖所示為湯姆孫用來測(cè)定電子比荷的裝置。當(dāng)極板P和P'間不加偏轉(zhuǎn)電壓時(shí)，電子束打在熒光屏的中心O點(diǎn)處，形成一個(gè)亮點(diǎn)；加上偏轉(zhuǎn)電壓U后，亮點(diǎn)偏離到O,點(diǎn)，O,點(diǎn)到O點(diǎn)的豎直距離為d水平距離可忽略不計(jì)；此時(shí)在P與P之間的區(qū)域里再加上一個(gè)方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，調(diào)節(jié)磁感應(yīng)強(qiáng)度，當(dāng)其大小為B時(shí)，亮點(diǎn)重新回到O點(diǎn)。已知極板水平方向長(zhǎng)度為11，極

板間距為b極板右端到熒光屏的距離為1板間距為b極板右端到熒光屏的距離為12。0P*求打在熒光屏O點(diǎn)的電子速度的大?。煌茖?dǎo)出電子比荷的表達(dá)式。思路點(diǎn)撥：(1)在復(fù)合場(chǎng)中洛倫茲力與電場(chǎng)力是一對(duì)平衡力。(2)由類平拋規(guī)律及運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得表達(dá)式。［解析］(1)電子在正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速直線運(yùn)動(dòng)，有Bev=Ee—U得-U_be，得v—Bb即打到熒光屏o點(diǎn)的電子速度的大小為磊。丄1%丄1%仏)2|Uel1l⑵由d—丄—-卜bmv?養(yǎng)可得e—2dbv2—2dUm—Ul1(l1+2l2)—B2bl1(l1+2l2)°［答案］(1)U22dU'Bb(2)B2bl1(l1+2l2)巧妙運(yùn)用電磁場(chǎng)測(cè)定電子比荷當(dāng)電子在復(fù)合場(chǎng)中做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),qE=qvB,可以測(cè)出電子速度的大小。電子在熒光屏上的落點(diǎn)到屏中心的距離等于電子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)位移與電子出電場(chǎng)到屏之間的傾斜直線運(yùn)動(dòng)偏轉(zhuǎn)位移的和。［跟進(jìn)訓(xùn)練］1.如圖所示，從正離子源發(fā)射的正離子經(jīng)加速電壓U加速后進(jìn)入相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)E和勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中，發(fā)現(xiàn)離子向上偏轉(zhuǎn)，要使此離子沿直線穿過電場(chǎng)，則下列說法正確的是()增大電場(chǎng)強(qiáng)度E減小磁感應(yīng)強(qiáng)度B減小加速電壓U增大電場(chǎng)強(qiáng)度E適當(dāng)?shù)丶哟蠹铀匐妷篣D［正離子進(jìn)入相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域中，受到的電場(chǎng)力F=qE,方向向上，受到的洛倫茲力Fj=qvB,方向向下，離子向上偏，說明電場(chǎng)力大于洛倫茲力，要使離子沿直線運(yùn)動(dòng)，須qE=qvB，則可使洛倫茲力增大或電場(chǎng)力減小，增大洛倫茲力的途徑是增大加速電壓U或增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B，選項(xiàng)D正確。］2．(多選)英國(guó)物理學(xué)家湯姆孫通過對(duì)陰極射線的實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)()陰極射線在電場(chǎng)中偏向正極板一側(cè)陰極射線在磁場(chǎng)中受力情況跟正電荷受力情況相同不同材料所產(chǎn)生的陰極射線的比荷不同湯姆孫并未得出陰極射線粒子的電荷量AD［陰極射線實(shí)質(zhì)上就是高速電子流，所以在電場(chǎng)中偏向正極板一側(cè)，選項(xiàng)A正確；由于電子帶負(fù)電，所以其受力情況與正電荷不同，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；不同材料所產(chǎn)生的陰極射線都是電子流，所以它們的比荷是相同的，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；在湯姆孫實(shí)驗(yàn)證實(shí)陰極射線就是帶負(fù)電的電子流時(shí)并未得出電子的電荷量，最早測(cè)量電子電荷量的是美國(guó)科學(xué)家密立根，選項(xiàng)D正確。］空g對(duì)a散射實(shí)驗(yàn)的理解如圖為盧瑟福所做的a粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖試探究：(1)該實(shí)驗(yàn)中為什么用金箔作靶子？(2)當(dāng)把熒光屏和顯微鏡一起分別放在圖中的A、B、C、D四個(gè)位置時(shí)，哪個(gè)位置相同時(shí)間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)最多？提示：(1)金的延展性好，可以做得很薄而且金的原子序數(shù)大，產(chǎn)生的庫(kù)侖斥力大，偏轉(zhuǎn)明顯。(2)在A處相同時(shí)間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)最多。1-裝置放射源、金箔、熒光屏等，如圖所示。2．現(xiàn)象及解釋絕大多數(shù)的a粒子穿過金箔后仍沿原來的方向前進(jìn)。大多數(shù)a粒子離金原子核較遠(yuǎn)。少數(shù)a粒子發(fā)生較大的偏轉(zhuǎn)。發(fā)生較大偏轉(zhuǎn)的a粒子是由于離金原子核較近，庫(kù)侖斥力較大。極少數(shù)a粒子偏轉(zhuǎn)角度超過90°，有的幾乎達(dá)到180°。正對(duì)或基本正對(duì)著金原子核入射的a粒子在庫(kù)侖斥力作用下先減速至較小速度然后反向加速遠(yuǎn)離金原子核。3．實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程在真空中進(jìn)行。金箔需要做得很薄，a粒子才能穿過。使用金箔的原因是金的延展性好，可以做得很薄。另外一點(diǎn)就是金的原子序數(shù)大，a粒子與金核間的庫(kù)侖斥力大，偏轉(zhuǎn)明顯?！纠?】在盧瑟福a粒子散射實(shí)驗(yàn)中，金箔中的原子核可以看作靜止不動(dòng)，下列各圖畫出的是其中兩個(gè)a粒子經(jīng)歷金箔散射過程的徑跡，其中符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)的是()C［a粒子與原子核相互排斥，運(yùn)動(dòng)軌跡與原子核越近，庫(kù)侖斥力越大，運(yùn)動(dòng)方向變化越明顯，故C正確。］分析a粒子散射實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)注意是“絕大多數(shù)”“少數(shù)”還是“極少數(shù)”粒子的行為?！按蠼嵌绕D(zhuǎn)”只是少數(shù)粒子的行為。a粒子散射實(shí)驗(yàn)是得出原子核式結(jié)構(gòu)模型的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析是建立盧瑟福核式結(jié)構(gòu)模型的關(guān)鍵。通過對(duì)a粒子散射實(shí)驗(yàn)這一宏觀探測(cè)，間接地構(gòu)建出原子結(jié)構(gòu)的微觀圖景?！疽活}多變】根據(jù)上題，可以證明什么？［解析］證明原子內(nèi)存在一個(gè)集中了全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量的核，叫原子核。［跟進(jìn)訓(xùn)練］(多選)關(guān)于a粒子散射實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是()該實(shí)驗(yàn)在真空環(huán)境中進(jìn)行帶有熒光屏的顯微鏡可以在水平面內(nèi)的不同方向上移動(dòng)熒光屏上的閃光是散射的a粒子打在熒光屏上形成的熒光屏只有正對(duì)a粒子源發(fā)出的射線方向上才有閃光ABC［由于a粒子有很強(qiáng)的電離作用，其穿透能力很弱，所以該實(shí)驗(yàn)要在真空中進(jìn)行，選項(xiàng)A正確；a粒子打在熒光屏上會(huì)有閃光，為了觀察大角度散射，帶有熒光屏的顯微鏡可以在水平面內(nèi)的不同方向上移動(dòng)，選項(xiàng)B、C正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。］

老點(diǎn)3老點(diǎn)3原子的核式結(jié)構(gòu)模型與原子核的組成1909?1911年英籍物理學(xué)家盧瑟福指導(dǎo)其學(xué)生做了用a粒子轟擊金箔的實(shí)驗(yàn)。他發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)a粒子穿過金箔后仍沿原來的方向前進(jìn)，少數(shù)a粒子卻發(fā)生了較大角度的偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)a粒子偏轉(zhuǎn)角度超過了90°,有的甚至被彈回。這就是a粒子散射實(shí)驗(yàn)。為了解釋這個(gè)結(jié)果，盧瑟福在1911年提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型：在原子的中心有一個(gè)很小的核，叫作原子核，原子的幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里，帶負(fù)電的電子在核外空間里繞著核高速旋轉(zhuǎn)。（下列公式或數(shù)據(jù)為已知：點(diǎn)kQ電荷的電勢(shì)U=￥，k=9.0X109N?m2/C2，金原子序數(shù)為79，a粒子質(zhì)量叫=6.65X10-27kg，a粒子速度0=1.6X107m/s，電子電荷量e=1.6X10-19C）。請(qǐng)?zhí)骄浚海?）如何測(cè)定金原子核的半徑大小？（2）請(qǐng)估算金原子核的大?。ūＡ粢晃挥行?shù)字）？提示：（1）當(dāng)a粒子速度減為0時(shí)，a粒子與金原子核間的距離最小，這個(gè)距離近似認(rèn)為等于金原子核的半徑。（2）此過程中動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能，由2加嚴(yán)="：。得廠=等||，則求得r=4X10-14m。1．原子的核式結(jié)構(gòu)與原子的棗糕模型的根本區(qū)別。核式結(jié)構(gòu)棗糕模型原子內(nèi)部是非常空曠的，正電荷集中在一個(gè)很小的核里原子是充滿了正電荷的球體電子繞核咼速旋轉(zhuǎn)電子均勻嵌在原子球體內(nèi)2.原子內(nèi)的電荷關(guān)系：原子核的電荷數(shù)即核內(nèi)質(zhì)子數(shù)，與核外的電子數(shù)相等。3．原子核的組成：原子核由質(zhì)子和中子組成，原子核的電荷數(shù)等于原子核的質(zhì)子數(shù)。4.原子半徑的數(shù)量級(jí)是10-10m，原子核半徑的數(shù)量級(jí)是10-15m，兩者相差10萬倍之多。例3】（多選）關(guān)于原子的核式結(jié)構(gòu)學(xué)說，下列說法正確的是（）原子中絕大部分是“空”的，原子核很小電子在核外繞核旋轉(zhuǎn)的向心力是原子核對(duì)它的庫(kù)侖力原子的全部正電荷和質(zhì)量都集中在原子核里原子核的直徑約是lO-iom思路點(diǎn)撥：(1)原子中心有很小的原子核集中了全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量。(2)電子在核外繞核運(yùn)動(dòng)。AB［由于原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核內(nèi)，而原子核又很小，所以原子內(nèi)絕大部分區(qū)域是“空”的，選項(xiàng)A正確，C錯(cuò)誤；電子繞原子核的圓周運(yùn)動(dòng)是原子核與電子間的庫(kù)侖力提供向心力，選項(xiàng)B正確；原子核半徑的數(shù)量級(jí)是10-15m,原子半徑的數(shù)量級(jí)是lO-iom,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。］［跟進(jìn)訓(xùn)練］(多選)盧瑟福對(duì)a粒子散射實(shí)驗(yàn)的解釋是()使a粒子產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)的主要原因是原子中電子對(duì)a粒子的作用力使a粒子產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)的力是庫(kù)侖力原子核很小，a粒子接近它的機(jī)會(huì)很小，所以絕大多數(shù)的a粒子仍沿原來的方向前進(jìn)能產(chǎn)生大角度偏轉(zhuǎn)的a粒子是穿過原子時(shí)離原子核近的a粒子BCD［原子核帶正電，與a粒子之間存在庫(kù)侖力，當(dāng)a粒子靠近原子核時(shí)受庫(kù)侖力而偏轉(zhuǎn)，電子對(duì)它的影響可忽略，故A錯(cuò)誤，B正確；由于原子核非常小，絕大多數(shù)粒子經(jīng)過時(shí)離核較遠(yuǎn)，因而運(yùn)動(dòng)方向幾乎不變，只有離核很近的a粒子受到的庫(kù)侖力較大，方向改變較多，故C、D正確。］1.(多選)已知X射線的“光子”不帶電，假設(shè)陰極射線像X射線一樣，則下列說法正確的是()A?陰極射線管內(nèi)的高電壓不能夠?qū)ζ浼铀俣黾幽芰筷帢O射線通過偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)陰極射線通過磁場(chǎng)方向一定不會(huì)發(fā)生改變陰極射線通過偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)能夠改變方向ABC［因?yàn)閄射線的“光子”不帶電，故電場(chǎng)、磁場(chǎng)對(duì)X射線不產(chǎn)生作用力，故選項(xiàng)A、B、C正確。］2．（多選）關(guān)于電子的發(fā)現(xiàn)，下列敘述中正確的是（）電子的發(fā)現(xiàn)，說明原子是由電子和原子核組成的電子的發(fā)現(xiàn)，說明原子具有一定的結(jié)構(gòu)電子是第一種被人類發(fā)現(xiàn)的微觀粒子電子的發(fā)現(xiàn)，比較好地解釋了物體的帶電現(xiàn)象BCD［發(fā)現(xiàn)電子之前，人們認(rèn)為原子是不可再分的最小粒子，電子的發(fā)現(xiàn)，說明原子有一定的結(jié)構(gòu)，B正確；電子是人類發(fā)現(xiàn)的第一種微觀粒子，C正確；物體帶電的過程，就是電子的得失和轉(zhuǎn)移的過程，D正確。］（多選）對(duì)a粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置的描述，你認(rèn)為正確的有（）實(shí)驗(yàn)器材有放射源、金箔、帶有熒光屏的放大鏡金箔的厚度對(duì)實(shí)驗(yàn)無影響如果不用金箔改用鋁箔，仍會(huì)發(fā)生散射現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)裝置放在空氣中和真空中都可以AC［a粒子散射實(shí)驗(yàn)器材有放射源、金箔、熒光屏、顯微鏡，A正確；若金箔的厚度過大，a粒子穿過金箔時(shí)必然受較大的阻礙而影響實(shí)驗(yàn)效果，B錯(cuò)誤；若改用鋁箔，鋁核的質(zhì)量仍遠(yuǎn)大于a粒子的質(zhì)量，散射現(xiàn)象仍能發(fā)生，C正確；若放置在空氣中，空氣中的塵埃對(duì)a粒子的運(yùn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生影響，D錯(cuò)誤。］在盧瑟福的a粒子散射實(shí)驗(yàn)中，某一a粒子經(jīng)過某一原子核附近時(shí)的軌跡如圖中實(shí)線所示。圖中P、Q為軌跡上的點(diǎn)，虛線是過P、Q兩點(diǎn)并與軌跡相切的直線，兩虛線和軌跡將平面分為四個(gè)區(qū)域。不考慮其他原子核對(duì)該a粒子的作用，那么關(guān)于該原子核的位置，下列說法中正確的是（）可能在①區(qū)域B.可能在②區(qū)域可能在③區(qū)域D.可能在④區(qū)域A［a粒子帶正電，原子核也帶正電，對(duì)靠近它的a粒子產(chǎn)生斥力，故原子核不會(huì)在④區(qū)域；如原子核在②、③區(qū)域，a粒子會(huì)向①區(qū)域偏；如原子核在①區(qū)域,可能會(huì)出現(xiàn)題圖所示的軌跡，故A正確。］密立根油滴實(shí)驗(yàn)原理如圖所示。兩塊水平放置的金屬板與電源正負(fù)極相連，板間電壓為U形成豎直向下場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)。用噴霧器從上板中間的小孔噴入大小、質(zhì)量和電荷量各不相同的油滴。通過顯微鏡可找到懸浮不動(dòng)的油滴，若此懸浮的油滴的質(zhì)量為m,則下列說法正確的是（）A.懸浮油滴帶正電b.懸浮油滴的電荷量為mg增大電場(chǎng)強(qiáng)度，懸浮油滴將向上運(yùn)動(dòng)油滴的電荷量不一定是電子電荷量的數(shù)整倍C[油滴受豎直向下的重力和豎直向上的電場(chǎng)力作用而懸浮,則懸浮油滴帶負(fù)電，由qE=mg得9=爺，故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；增大場(chǎng)強(qiáng)，則懸浮油滴所受電場(chǎng)力增大，合力向上，故油滴將向上運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C正確；油滴的電荷量一定是電子電荷量的整數(shù)倍，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。]氫原子光譜和玻爾的原子模型一、光譜及氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律1.光譜（1）定義：用棱鏡或光柵可以把物質(zhì)發(fā)出的光按波長(zhǎng)（頻率）展開，獲得波長(zhǎng)（頻率）和強(qiáng)度分布的記錄，即光譜。（2）分類Q線狀譜：有些光譜是一條條的亮線，叫作譜線，這樣的光譜叫作線狀譜。@連續(xù)譜：有的光譜看起來不是一條條分立的譜線，而是連在一起的光帶，叫作連續(xù)譜。?特征譜線氣體中中性原子的發(fā)射光譜都是線狀譜且不同原子的亮線位置不同，故這些亮線稱為原子的特征譜線。(4)光譜分析Q定義：利用原子的特征譜線來鑒別物質(zhì)和確定物質(zhì)的組成成分。@優(yōu)點(diǎn)：靈敏度咼。說明：同一種原子可以發(fā)射和吸收同一種頻率的譜線。2．氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律和經(jīng)典理論的困難氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律Q巴耳末公式卜人呈一心3,4,5,…Q意義：巴耳末公式以簡(jiǎn)潔的形式反映了氫原子的線狀光譜的特征。(2)經(jīng)典理論的困難用經(jīng)典電磁理論在解釋原子的穩(wěn)定性時(shí)遇到了困難。用經(jīng)典電磁理論在解釋原子光譜是分立的線狀譜時(shí)遇到了困難。說明：氫原子光譜是線狀譜，只有一系列特定波長(zhǎng)的光。二、玻爾原子理論的基本假設(shè)1．玻爾原子模型原子中的電子在庫(kù)侖力的作用下，繞原子核做圓周運(yùn)動(dòng)。電子繞核運(yùn)動(dòng)的軌道是量子化的。電子在這些軌道上繞核的轉(zhuǎn)動(dòng)是穩(wěn)定的，且不產(chǎn)生電磁輻射。2．定態(tài)當(dāng)電子在不同軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，原子處于不同的狀態(tài)，原子在不同的狀態(tài)中具有不同的能量，即原子的能量是量子化的，這些量子化的能量值叫作能級(jí)，原子具有確定能量的穩(wěn)定狀態(tài)，稱為定態(tài)。能量最低的狀態(tài)叫作基態(tài)，其他的能量狀態(tài)叫作激發(fā)態(tài)。3．躍遷當(dāng)電子從能量較高的定態(tài)軌道(其能量記為E丿躍遷到能量較低的定態(tài)軌道(其能量記為E，n>m)時(shí)，會(huì)放出能量為加的光子，該光子的能量hv=E—E，這m7—nm個(gè)式子被稱為頻率條件，又稱輻射條件。三、玻爾理論對(duì)氫原子光譜的解釋((V)1．玻爾理論對(duì)氫光譜的解釋(1)解釋巴耳末公式按照玻爾理論，從高能級(jí)躍遷到低能級(jí)時(shí)輻射的光子的能量為hy=En—Emo巴耳末公式中的正整數(shù)n和2正好代表能級(jí)躍遷之前和之后所處的定態(tài)軌道的量子數(shù)n和2。并且理論上的計(jì)算和實(shí)驗(yàn)測(cè)量的里德伯常量符合得很好。(2)解釋氫原子光譜的不連續(xù)性原子從較高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)放出光子的能量等于前后兩個(gè)能級(jí)之差，由于原子的能級(jí)是分立的，所以放出的光子的能量也是分立的，因此原子的發(fā)射光譜只有一些分立的亮線。2．玻爾理論的局限性成功之處玻爾理論第一次將量子觀念引入原子領(lǐng)域，提出了定態(tài)和躍遷的概念，成功解釋了氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律。局限性保留了經(jīng)典粒子的觀念，把電子的運(yùn)動(dòng)仍然看做經(jīng)典力學(xué)描述下的軌道運(yùn)動(dòng)。電子云原子中的電子沒有確定的坐標(biāo)值，我們只能描述電子在某個(gè)位置出現(xiàn)概率的多少，把電子這種概率分布用疏密不同的點(diǎn)表示時(shí)，這種圖像就像云霧一樣分布在原子核周圍，故稱電子云。說明：電子從能量較高的定態(tài)軌道，躍遷到能量較低的定態(tài)軌道，會(huì)放出光子；反之會(huì)吸收光子。二基礎(chǔ)自測(cè)二1.思考判斷(1.思考判斷(正確的打“V”，錯(cuò)誤的打“X”)各種原子的發(fā)射光譜都是連續(xù)譜。線狀譜和連續(xù)譜都可以用來鑒別物質(zhì)。氫原子能級(jí)的量子化是氫光譜不連續(xù)的原因。玻爾理論能成功的解釋氫光譜。2．(多選)對(duì)原子光譜，下列說法正確的是()A.原子光譜是不連續(xù)的(X)(X)(V)原子光譜是連續(xù)的由于原子都是由原子核和電子組成的，所以各種原子的原子光譜是相同的各種原子的原子結(jié)構(gòu)不同，所以各種原子的原子光譜也不相同AD［原子光譜為線狀譜，A正確，B錯(cuò)誤；各種原子都有自己的特征譜線，故C錯(cuò)誤，D正確。］3．(多選)玻爾在他提出的原子模型中所作的假設(shè)有()原子處在具有一定能量的定態(tài)中，雖然電子做加速運(yùn)動(dòng)，但不向外輻射能量原子的不同能量狀態(tài)與電子沿不同的圓軌道繞核運(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng)，而電子的可能軌道的分布是不連續(xù)的電子從一個(gè)軌道躍遷到另一個(gè)軌道時(shí)，輻射(或吸收)一定頻率的光子電子躍遷時(shí)輻射的光子的頻率等于電子繞核做圓周運(yùn)動(dòng)的頻率ABC［A、B、C三項(xiàng)都是玻爾提出來的假設(shè)，其核心是原子定態(tài)概念的引入與能量躍遷學(xué)說的提出，也就是“量子化”的概念。原子的不同能量狀態(tài)與電子繞核運(yùn)動(dòng)時(shí)不同的圓軌道相對(duì)應(yīng)，是經(jīng)典理論與量子化概念的結(jié)合。原子輻射的能量與電子在某一可能軌道上繞核的運(yùn)動(dòng)無關(guān)，A、B、C正確。］光譜及氫原子光譜的規(guī)律光譜及氫原子光譜的規(guī)律由于各種元素的原子結(jié)構(gòu)不同，在光源的作用下都可以產(chǎn)生自己特征的光譜。如果一個(gè)樣品經(jīng)過激發(fā)在感光板上有幾種元素的譜線出現(xiàn)，就證明該樣品中有這幾種元素。光譜分析十分突出的優(yōu)點(diǎn)是一次可以分析多種元素，精度、靈敏度高,且不需純樣品，只需利用已知譜圖，即可進(jìn)行光譜定性分析。如圖甲所示為a、b、c、d四種元素的線狀譜，圖乙是某礦物的線狀譜。試探究：(1)通過光譜分析可以了解該物質(zhì)缺乏的是什么元素?⑵請(qǐng)說出你的依據(jù)。提示：(1)b元素、d元素。

(2)依據(jù)：由礦物的線狀譜與幾種元素的特征譜線進(jìn)行對(duì)照，b元素和d元素的譜線在該線狀譜中不存在。1．光譜的分類發(fā)射光譜「定義:由發(fā)光體直接產(chǎn)生的光譜發(fā)射光譜—-連續(xù)光譜的形式:連續(xù)分布-?切波長(zhǎng)的光都有光譜'線狀光譜(原子光譜)的形式：、些不連續(xù)的明線組成，不同元素的明線光譜不同(又叫特征光譜)光譜吸收光譜「定義:連續(xù)光譜中某些波長(zhǎng)的光被物質(zhì)吸收光譜—吸收后產(chǎn)生的光譜「光譜形式:用分光鏡觀察時(shí)，看到連續(xù)光譜背景」1岀現(xiàn)一些暗線(與特征譜線相對(duì)應(yīng)〉2．光譜分析(1)優(yōu)點(diǎn)：靈敏度高，分析物質(zhì)的最低含量達(dá)10－10g。應(yīng)用：①應(yīng)用光譜分析發(fā)現(xiàn)新元素。②鑒別物體的物質(zhì)成分；研究太陽(yáng)光譜時(shí)發(fā)現(xiàn)了太陽(yáng)中存在鈉、鎂、銅、鋅、鎳等金屬元素。③應(yīng)用光譜分析鑒定食品優(yōu)劣。3．巴耳末公式巴耳末對(duì)氫原子光譜的譜線進(jìn)行研究得到了下面的公式：苧人雋―nj，n=3,4,5…，該公式稱為巴耳末公式。公式中只能取n±3的整數(shù)，不能連續(xù)取值，波長(zhǎng)是分立的值。4．其他譜線除了巴耳末系，氫原子光譜在紅外和紫外光區(qū)的其他譜線，也都滿足與巴耳末公式類似的關(guān)系式。例1】氫原子光譜巴耳末系最短波長(zhǎng)與最長(zhǎng)波長(zhǎng)之比為()

A．B.A．B.4C．D.思路點(diǎn)撥：由7=R(五—~n2\，n=3,4,5…知，n=3時(shí)波長(zhǎng)久最長(zhǎng)，當(dāng)n_8時(shí)波長(zhǎng)最短。A［由巴耳末公式+=R(g—n=3,4,5…得，當(dāng)n=g時(shí)，波長(zhǎng)最小,3^，最小波長(zhǎng)久1滿足+=R?￡,當(dāng)n=3時(shí)，波長(zhǎng)最大，最大波長(zhǎng)久2滿足士=R3^，選項(xiàng)A正確。］巴耳末公式的兩點(diǎn)提醒巴耳末公式反映氫原子發(fā)光的規(guī)律特征,不能描述其他原子。公式是在對(duì)可見光的四條譜線分析時(shí)總結(jié)出來的,在紫外光區(qū)的譜線也適用。［跟進(jìn)訓(xùn)練］關(guān)于光譜和光譜分析,下列說法正確的是()太陽(yáng)光譜和白熾燈光譜是線狀譜霓虹燈和煤氣燈火焰中燃燒的鈉蒸氣產(chǎn)生的光譜是線狀譜進(jìn)行光譜分析時(shí)，可以利用線狀譜，也可以利用連續(xù)譜觀察月亮光譜，可以確定月亮的化學(xué)組成B［太陽(yáng)光譜是吸收光譜,而月亮反射太陽(yáng)光,也是吸收光譜,煤氣燈火焰中鈉蒸氣產(chǎn)生的光譜屬稀薄氣體發(fā)光，是線狀譜。由于月亮反射太陽(yáng)光，其光譜無法確定月亮的化學(xué)組成，B正確。］(多選)巴耳末通過對(duì)氫原子光譜的研究總結(jié)出巴耳末公式*二冬住―￡］，n=3,4,5…，對(duì)此，下列說法正確的是()巴耳末依據(jù)核式結(jié)構(gòu)理論總結(jié)出巴耳末公式巴耳末公式反映了氫原子發(fā)光的連續(xù)性巴耳末依據(jù)氫光譜的分析總結(jié)出巴耳末公式巴耳末公式準(zhǔn)確反映了氫原子發(fā)光的分立性，其波長(zhǎng)的分立值并不是人為規(guī)定的CD[巴耳末是利用當(dāng)時(shí)已知的、在可見光區(qū)的四條譜線作了分析總結(jié)出的巴耳末公式，并不是依據(jù)核式結(jié)構(gòu)理論總結(jié)出來的，巴耳末公式反映了氫原子發(fā)光的分立性，也就是氫原子實(shí)際只會(huì)發(fā)出若干特定頻率的光，由此可知，選項(xiàng)C、D正確。]建點(diǎn)2玻爾原子理論的基本假設(shè)玻爾原子模型中提出了三條假設(shè)，其中躍遷是指電子在不同軌道之間的躍遷。試探究：(1)躍遷與電離有什么區(qū)別？(2)躍遷與電離對(duì)光子的能量有什么要求？提示：(1)躍遷是指原子從一個(gè)定態(tài)到另一個(gè)定態(tài)的變化過程，而電離則是指原子核外的電子獲得一定能量掙脫原子核的束縛成為自由電子的過程。(2)原子吸收光子的能量躍遷時(shí)必須滿足能量條件，而只要大于電離能的任何光子的能量都能被吸收。軌道量子化軌道半徑只能夠是一些不連續(xù)的、某些分立的數(shù)值。氫原子各條可能軌道上的半徑rn=n2r1(n=1，2，3…)，其中n是正整數(shù)，r1是離核最近的可能軌道的半徑，廠嚴(yán)0.53X10-10m。其余可能的軌道半徑還有0.212nm、0.477nm…，不可能出現(xiàn)介于這些軌道半徑之間的其他值。這樣的軌道形式稱為軌道量子化。能量量子化電子在可能軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，盡管是變速運(yùn)動(dòng)，但它并不釋放能量，原子是穩(wěn)定的，這樣的狀態(tài)也稱之為定態(tài)。由于原子的可能狀態(tài)(定態(tài))是不連續(xù)的，具有的能量也是不連續(xù)的。這樣的能量值，稱為能級(jí)，能量最低的狀態(tài)稱為基態(tài)，其他的狀態(tài)叫作激發(fā)態(tài)，對(duì)氫原子，以無窮遠(yuǎn)處為勢(shì)能零點(diǎn)時(shí)，其能級(jí)公式En=右E](n=1,2，3…)其中E1代表氫原子的基態(tài)的能級(jí)，即電子在離核最近的可能軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)原子的能量值，E]=—13.6eV。n是正整數(shù)，稱為量子數(shù)。量子數(shù)n越大，表示能級(jí)越高。原子的能量包括：原子的原子核與電子所具有的電勢(shì)能和電子運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能。3．躍遷原子從一種定態(tài)(設(shè)能量為E2)躍遷到另一種定態(tài)(設(shè)能量為EJ時(shí)，它輻射(或吸收)一定頻率的光子，光子的能量由這兩種定態(tài)的能量差決定，高能級(jí)Em低能級(jí)EEm可見，電子如果從一個(gè)軌道到另一個(gè)軌道，不是以螺旋線的形式改變半徑大小的，而是從一個(gè)軌道上“跳躍”到另一個(gè)軌道上。玻爾將這種現(xiàn)象叫作電子的躍遷?！纠?】一個(gè)氫原子中的電子從一個(gè)半徑為ra的軌道自發(fā)地直接躍遷至另一半徑為rb的軌道，已知ra>rb，則在此過程中()原子發(fā)出一系列頻率的光子原子要吸收一系列頻率的光子原子要吸收某一頻率的光子原子要輻射某一頻率的光子思路點(diǎn)撥：⑴由ra>rb知Ea>Eb。(2)從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷，應(yīng)放出光子。D［因?yàn)槭菑母吣芗?jí)向低能級(jí)躍遷，所以應(yīng)放出光子，故B、C錯(cuò)誤；“直接”從一能級(jí)躍遷到另一能級(jí)，只對(duì)應(yīng)某一能級(jí)差，故只能放出某一頻率的光子，故A錯(cuò)誤，D正確。］解決玻爾原子模型問題的四個(gè)關(guān)鍵(1)電子繞核做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，不向外輻射能量。原子輻射的能量與電子繞核運(yùn)動(dòng)無關(guān)，只由躍遷前后的兩個(gè)能級(jí)差決定。處于基態(tài)的原子是穩(wěn)定的，而處于激發(fā)態(tài)的原子是不穩(wěn)定的。原子的能量與電子的軌道半徑相對(duì)應(yīng)，軌道半徑大，原子的能量大，軌道半徑小，原子的能量小。［跟進(jìn)訓(xùn)練］

E已知?dú)湓拥幕鶓B(tài)能量為d，激發(fā)態(tài)能量E=計(jì)，其中n=2,3…，用h表示普朗克常量，c表示真空中的光速。能使氫原子從第一激發(fā)態(tài)電離的光子的最大波長(zhǎng)為()4hc2hc4hc9hcA'~3EXB?—可C?—可D?—可C［第一激發(fā)態(tài)是能量最低的激發(fā)態(tài)n=2,依題意可知第一激發(fā)態(tài)能量為E2E=才；電離是氫原子從第一激發(fā)態(tài)躍遷到最高能級(jí)n(n=*)的過程，需要吸收的最EhcEhc小光子能量為E=0—E2=—才，由E=^得：一才=了，所以能使氫原子從第一激發(fā)態(tài)電離的光子最大波長(zhǎng)為A=4hc可故選項(xiàng)C正確。激發(fā)態(tài)電離的光子最大波長(zhǎng)為A=4hc可故選項(xiàng)C正確。］空點(diǎn)卽對(duì)氫原子的能級(jí)結(jié)構(gòu)和躍遷問題的理解原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài)時(shí)，會(huì)吸收或輻射出一定頻率的光子。□n05試探究：(1)若從E3到E1是否只有已嚴(yán)、一種可能？(2)如果是一群氫原子處于量子數(shù)為n的激發(fā)態(tài)，最多有多少條譜線？提示：(1)不是，可以是E3-E1也可以是E3fE2，再E2-E1兩種可能。⑵共有n="("—?它條。1．對(duì)能級(jí)圖的理解能級(jí)圖中n稱為量子數(shù)，E1代表氫原子的基態(tài)能量，即量子數(shù)n=1時(shí)對(duì)應(yīng)的能量，其值為一13.6eV。En代表電子在第n個(gè)軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)的能量。作能級(jí)圖時(shí)，能級(jí)橫線間的距離和相應(yīng)的能級(jí)差相對(duì)應(yīng)，能級(jí)差越大，間隔越寬，所以量子數(shù)越大，能級(jí)越密，豎直線的箭頭表示原子躍遷方向，長(zhǎng)度表示輻射光子能量的大小，n=1是原子的基態(tài)，n_8是原子電離時(shí)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)。2．能級(jí)躍遷處于激發(fā)態(tài)的原子是不穩(wěn)定的，它會(huì)自發(fā)地向較低能級(jí)躍遷，經(jīng)過一次或幾次躍遷到達(dá)基態(tài)。所以一群氫原子處于量子數(shù)為n的激發(fā)態(tài)時(shí)，可能輻射出的光譜線條數(shù)為N=C2=n（導(dǎo)。n23．光子的發(fā)射原子由高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)以光子的形式放出能量，發(fā)射光子的頻率由下式?jīng)Q定。hv=Em—En（Em、En是始末兩個(gè)能級(jí)且m>n）能級(jí)差越大，放出光子的頻率就越高。4．使原子能級(jí)躍遷的兩種粒子——光子與實(shí)物粒子（1）原子若是吸收光子的能量而被激發(fā)，其光子的能量必須等于兩能級(jí)的能量差，否則不被吸收，不存在激發(fā)到n能級(jí)時(shí)能量有余，而激發(fā)到n+1時(shí)能量不足,則可激發(fā)到n能級(jí)的問題。（2）原子還可吸收外來實(shí)物粒子（例如自由電子）的能量而被激發(fā)，由于實(shí)物粒子的動(dòng)能可部分地被原子吸收，所以只要入射粒子的能量大于兩能級(jí)的能量差值（E=En—Ek），就可使原子發(fā)生能級(jí)躍遷。【例3】氫原子的能級(jí)圖如圖所示，已知可見光光子能量范圍為1.62?3.11eV。下列說法正確的是（）nEn/eVTOC\o"1-5"\h\zg05-0.544-0.853-1.512-34113.6處于n=3能級(jí)的氫原子可以吸收任意頻率的紫外線，并發(fā)生電離大量氫原子從高能級(jí)向n=3能級(jí)躍遷時(shí)，發(fā)出的光中一定包含可見光大量處于n=2能級(jí)的氫原子向基態(tài)躍遷時(shí)，發(fā)出的光子能量較大，有明顯的熱效應(yīng)大量處于n=4能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，只可能發(fā)出3種不同頻率的光思路點(diǎn)撥：（1）紫外線光子能量若大于1.51eV則能電離，否則不能。（2）輻射光子能量在1.62?3.11eV內(nèi)則為可見光，紅外線有明顯的熱效應(yīng)。A［紫外線光子的能量一定大于可見光光子的能量，即一定大于3.11eV，而從第3能級(jí)電離只需要1.51eV能量，選項(xiàng)A正確；從高能級(jí)向第3能級(jí)躍遷時(shí)輻射出光子的能量一定小于1.51eV,因此不含可見光，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；氫原子從第2能級(jí)向基態(tài)躍遷，輻射光子的能量為10.2eV，是紫外線，只有紅外線才有明顯的熱效應(yīng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；大量氫原子從第4能級(jí)向低能級(jí)躍遷，能產(chǎn)生6種可能的光子，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。］能級(jí)躍遷規(guī)律大量處于n激發(fā)態(tài)的氫原子向基態(tài)躍遷時(shí)，最多可輻射n(n尹種頻率的光子。一個(gè)處于n激發(fā)態(tài)的氫原子向基態(tài)躍遷時(shí)，最多可輻射(n—1)種頻率的光子?！疽活}多變】如果只有一個(gè)處于n=5激發(fā)態(tài)的氫原子向n=2的激發(fā)態(tài)躍遷，最多可有幾種頻率的光子？［解析］從n=5激發(fā)態(tài)到n=2的激發(fā)態(tài)，最多有5-4,4-3,3-2三種頻率的光子。［答案］3種［跟進(jìn)訓(xùn)練］4．(多選)欲使處于基態(tài)的氫原子激發(fā)或電離，下列措施可行的是()用10.2eV的光子照射用11eV的光子照射用14eV的光子照射用10eV的光子照射AC［由氫原子的能級(jí)圖可求得E2-E1=-3.40eV—(—13.6)eV=10.2eV，即10.2eV是第2能級(jí)與基態(tài)之間的能量差，處于基態(tài)的氫原子吸收10.2eV的光子后將躍遷到第2能級(jí)態(tài)，可使處于基態(tài)的氫原子激發(fā)，A正確；E-E嚴(yán)11eV，m1即不滿足玻爾理論關(guān)于躍遷的條件，B錯(cuò)誤；要使處于基態(tài)的氫原子發(fā)生電離，照射光的能量須±13.6eV，而14eV>13.6eV，故14eV的光子可使基態(tài)的氫原子發(fā)生電離，C正確；E-&H10eV，既不滿足玻爾理論關(guān)于躍遷的條件，也不能使m1氫原子發(fā)生電離，D錯(cuò)誤。］1．（多選）白光通過棱鏡后在屏上會(huì)形成按紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫排列的連續(xù)譜線，下列說法正確的是（）棱鏡使光譜加了顏色白光是由各種顏色的光組成的棱鏡對(duì)各種顏色光的偏折不同發(fā)光物質(zhì)發(fā)出了在可見光區(qū)的各種頻率的光BCD［白光通過棱鏡使各種顏色的光落在屏上的不同位置，說明棱鏡對(duì)各種顏色的光偏折不同，形成的連續(xù)光譜按波長(zhǎng)（或頻率）排列，即白光是包括各種頻率的光，光的顏色是由波長(zhǎng)（或頻率）決定，并非棱鏡增加了顏色，B、C、D正確，A錯(cuò)誤。］2．（多選）下列說法中正確的是（）熾熱的固體、液體和高壓氣體發(fā)出的光形成連續(xù)光譜各種原子的明線光譜中的明線和它吸收光譜中的暗線必定一一對(duì)應(yīng)氣體發(fā)出的光只能產(chǎn)生明線光譜在一定條件下氣體也可以產(chǎn)生連續(xù)光譜AD［據(jù)連續(xù)光譜的產(chǎn)生知A正確；吸收光譜中的暗線和明線光譜中的明線相對(duì)應(yīng)，但通常吸收光譜中看到的暗線要比明線光譜中的明線少，B錯(cuò)誤；氣體發(fā)光，若為高壓氣體則產(chǎn)生吸收光譜，若為稀薄氣體則產(chǎn)生明線光譜，C錯(cuò)誤，D正確。］3．（多選）根據(jù)玻爾理論，以下說法正確的是（）電子繞核運(yùn)動(dòng)有加速度，就要向外輻射電磁波處于定態(tài)的原子，其電子做變速運(yùn)動(dòng)，但它并不向外輻射能量原子內(nèi)電子的可能軌道是不連續(xù)的原子能級(jí)躍遷時(shí)，輻射或吸收光子的能量取決于兩個(gè)軌道的能量差BCD［根據(jù)玻爾理論，電子繞核運(yùn)動(dòng)有加速度，但并不向外輻射能量，也不會(huì)向外輻射電磁波，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；玻爾理論中的第二條假設(shè)，就是電子繞核運(yùn)動(dòng)可能的軌道半徑是量子化的，不連續(xù)的，選項(xiàng)C正確；原子在發(fā)生能級(jí)躍遷時(shí)，要放出或吸收一定頻率的光子，光子能量取決于兩個(gè)軌道的能量差，故選項(xiàng)D正確。］（多選）一群處于基態(tài)的氫原子吸收某種光子后，向外輻射了5、冬、冬三種頻率的光子，且v1>v2>v3，貝胚)被氫原子吸收的光子的能量為hv1被氫原子吸收的光子的能量為hv2氣二冬+匕V3=V1+V2AC[氫原子吸收光子能向外輻射出三種頻率的光子，說明氫原子從基態(tài)躍遷到了第3能級(jí)態(tài)(如圖所示)，在第3能級(jí)態(tài)不穩(wěn)定，又向低能級(jí)躍進(jìn)，發(fā)出光子，其中從第3能級(jí)躍遷到第1能級(jí)的光子能量最大，為加1，從第2能級(jí)躍遷到第1能級(jí)的光子能量比從第3能級(jí)躍遷到第2能級(jí)的光子能量大，由能量守恒可知，氫原子一定是吸收了能量為hv1的光子，且關(guān)系式hV]=hv2+hv3，V]=v2+v3存在,A、C正確。]5.(思維拓展)已知金屬鈣的逸出功為2.7eV，氫原子的能級(jí)圖如圖所示。一群氫原子處于n=4能級(jí)狀態(tài)，則:nE/eVTOC\o"1-5"\h\z?04—-0.S53^1.512-3.40113.6問題探究：(1)氫原子可能輻射幾種頻率的光子？(2)其中有幾種頻率的輻射光子能使金屬鈣發(fā)生光電效應(yīng)？提示：(1)因?yàn)镃2=6，所以可能有6種頻率的光子。4(2)輻射光子的能量只要大于2.7eV就可以發(fā)生光電效應(yīng)，只有n=4躍遷到n=1，n=3躍遷到n=1，n=2躍遷到n=1這三種頻率的光子可以。粒子的波動(dòng)性和量子力學(xué)的建立一、粒子的波動(dòng)性和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證1．粒子的波動(dòng)性(1)德布羅意波1924年法國(guó)巴黎大學(xué)的德布羅意提出假設(shè)：實(shí)物粒子也具有波動(dòng)性，每一個(gè)運(yùn)動(dòng)的粒子都與一個(gè)對(duì)應(yīng)的波相聯(lián)系，這種與實(shí)物粒子相聯(lián)系的波稱為德布羅意波，也叫物質(zhì)波。(2)物質(zhì)波的波長(zhǎng)、頻率關(guān)系式￡“h,久==。hP物質(zhì)波的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)探究思路干涉、衍射是波特有的現(xiàn)象，如果實(shí)物粒子具有波動(dòng)性，則在一定條件下，也應(yīng)該發(fā)生干涉或衍射現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證1927年戴維孫和湯姆孫分別利用晶體做了電子束衍射實(shí)驗(yàn)，得到了電子的衍射圖樣，如圖所示，證實(shí)了電子的波動(dòng)性。電子束穿過鋁箔后的衍射圖樣(3)說明人們陸續(xù)證實(shí)了質(zhì)子、中子以及原子、分子的波動(dòng)性。對(duì)于這些粒子，德布羅意給出的v=h和久=彳關(guān)系同樣正確。宏觀物體的質(zhì)量比微觀粒子大得多，運(yùn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)量^很大，對(duì)應(yīng)的德布羅意波的波長(zhǎng)很小，根本無法觀察到它的波動(dòng)性。說明：所有物體都具有波動(dòng)性和粒子性。

二、量子力學(xué)的建立與應(yīng)用1．量子力學(xué)的建立(1)普朗克黑體輻射理論、愛因斯坦光電效應(yīng)理論、康普頓散射理論、玻爾氫原子理論以及德布羅意物質(zhì)波假說等一系列理論在解釋實(shí)驗(yàn)方面都取得了成功。(2)在以玻恩、海森堡、薛定諤以及英國(guó)的狄拉克和奧地利的泡利為代表的眾多物理學(xué)家的共同努力下，描述微觀世界行為的理論被逐步完善并最終完整地建立起來，它被稱為量子力學(xué)。2．量子力學(xué)的應(yīng)用(1)量子力學(xué)推動(dòng)了核物理和粒子物理的發(fā)展。量子力學(xué)推動(dòng)了原子、分子物理和光學(xué)的發(fā)展。量子力學(xué)推動(dòng)了固體物理的發(fā)展。二基礎(chǔ)自測(cè)—1.思考判斷(正確的打“V”，錯(cuò)誤的打“X”)(1)一切宏觀物體都伴隨著一種波，即物質(zhì)波。(1)一切宏觀物體都伴隨著一種波，即物質(zhì)波。(X)(X)(3)光的干涉、衍射、偏振現(xiàn)象說明光具有波動(dòng)性。(X)(3)光的干涉、衍射、偏振現(xiàn)象說明光具有波動(dòng)性。(V)(4)光子數(shù)量越大，其粒子性越明顯。(X)(2)湖面上的水波就是物質(zhì)波。2．(多選)關(guān)于光的本性，下列說法中正確的是()關(guān)于光的本性，牛頓提出“微粒說”.惠更斯提出“波動(dòng)說”，愛因斯坦提出“光子說”，它們都說明了光的本性光具有波粒二象性是指：既可以把光看成宏觀概念上的波，也可以看成微觀概念上的粒子光的干涉、衍射現(xiàn)象說明光具有波動(dòng)性光電效應(yīng)說明光具有粒子性CD［光的波動(dòng)性指大量光子在空間各點(diǎn)出現(xiàn)的可能性的大小可以用波動(dòng)規(guī)律來描述，不是惠更斯的波動(dòng)說中宏觀意義下的機(jī)械波，光的粒子性是指光的能量是一份一份的，每一份是一個(gè)光子，不是牛頓微粒說中的經(jīng)典微粒。某現(xiàn)象說明光具有波動(dòng)性，是指波動(dòng)理論能解釋這一現(xiàn)象。某現(xiàn)象說明光具有粒子性，是指能用粒子說解釋這個(gè)現(xiàn)象。要區(qū)分說法和物理史實(shí)與波粒二象性之間的關(guān)系。C、D正確，A、B錯(cuò)誤。］3．關(guān)于物質(zhì)波，以下觀點(diǎn)不正確的是()只要是運(yùn)動(dòng)著的物體，不論是宏觀物體還是微觀粒子，都有相應(yīng)的波與之對(duì)應(yīng)，這就是物質(zhì)波只有運(yùn)動(dòng)著的微觀粒子才有物質(zhì)波，對(duì)于宏觀物體，不論其是否運(yùn)動(dòng)，都沒有相對(duì)應(yīng)的物質(zhì)波由于宏觀物體的德布羅意波長(zhǎng)太小，所以無法觀察到它們的波動(dòng)性電子束照射到金屬晶體上得到電子束的衍射圖樣，從而證實(shí)了德布羅意的假設(shè)是正確的B［只要是運(yùn)動(dòng)著的物體，不論是宏觀物體還是微觀粒子，都有相應(yīng)的波與之對(duì)應(yīng)，這就是物質(zhì)波，故A正確，B錯(cuò)誤；由于宏觀物體的德布羅意波長(zhǎng)太小，所以無法觀察到它們的波動(dòng)性，故C正確；電子束照射到金屬晶體上得到了電子束的衍射圖樣，從而證實(shí)了德布羅意的假設(shè)是正確的，故D正確。B符合題意。］△芒點(diǎn)1/對(duì)光的波粒二象性的理解我們說光具有波粒二象性，即光有波動(dòng)性，同時(shí)光也具有粒子性，那么哪些現(xiàn)象可以證明光具有波動(dòng)性？哪些現(xiàn)象證明光具有粒子性？大量光子體現(xiàn)的什么性更強(qiáng)？提示：光的干涉和衍射證明光具有波動(dòng)性；光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)則說明光具有粒子性。大量光子的作用效果往往表現(xiàn)為波動(dòng)性。對(duì)光的本性認(rèn)識(shí)史人類對(duì)光的認(rèn)識(shí)經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的歷程，從牛頓的光的微粒說到托馬斯?楊和菲涅耳的波動(dòng)說，從麥克斯韋的光的電磁說到愛因斯坦的光子說。直到20世紀(jì)初，對(duì)于光的本性的認(rèn)識(shí)才提升到一個(gè)更高層次，即光具有波粒二象性。對(duì)于光的本性認(rèn)識(shí)史，列表如下：學(xué)說名稱微粒說波動(dòng)說電磁說光子說波粒二象性內(nèi)容要占八、、光是一群彈性粒子光是一種機(jī)械光是一種電磁光是由一份一光是具有電磁本性的物質(zhì)，既有波動(dòng)性又

波波份光子組成的有粒子性理論領(lǐng)域宏觀世界宏觀世界微觀世界微觀世界微觀世界2.對(duì)光的波粒二象性的理解項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)表現(xiàn)說明光的波動(dòng)性干涉和衍射光子在空間各點(diǎn)出現(xiàn)的可能性大小可用波動(dòng)規(guī)律來描述足夠能量的光在傳播時(shí)，表現(xiàn)出波的性質(zhì)光的波動(dòng)性是光子本身的一種屬性，不是光子之間相互作用產(chǎn)生的光的波動(dòng)性不同于宏觀觀念的波光的粒子性光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)當(dāng)光冋物質(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)少量或個(gè)別光子容易顯示出光的粒子性粒子的含義是“不連續(xù)”“一份一份”的光子不同于宏觀觀念的粒子［特別提醒］大量光子表現(xiàn)出波動(dòng)性，個(gè)別光子表現(xiàn)出粒子性，光具有波粒二象性。【例1】有關(guān)光的本性，下列說法正確的是()光既具有波動(dòng)性，又具有粒子性，兩種性質(zhì)是不相容的光的波動(dòng)性類似于機(jī)械波，光的粒子性類似于質(zhì)點(diǎn)大量光子才具有波動(dòng)性，個(gè)別光子只具有粒子性由于光既具有波動(dòng)性，又具有粒子性，無法只用其中一種去說明光的一切行為，只能認(rèn)為光具有波粒二象性思路點(diǎn)撥：(1)光的粒子性與波動(dòng)性是對(duì)立統(tǒng)一的。(2)光表現(xiàn)出粒子性或波動(dòng)性，只是說明哪一個(gè)方面表現(xiàn)得更顯著。D［光既具有波動(dòng)性，又具有粒子性，但它又不同于宏觀觀念中的機(jī)械波和粒子。波動(dòng)性和粒子性是光在不同情況下的不同表現(xiàn)，是同一客體的兩個(gè)不同側(cè)面、不同屬性，我們無法用其中的一種去說明光的一切行為，只能認(rèn)為光具有波粒二象性。選項(xiàng)D正確。］(1)光既有波動(dòng)性又有粒子性，二者是統(tǒng)一的。(2)光表現(xiàn)為波動(dòng)性，只是光的波動(dòng)性顯著，粒子性不顯著而已光表現(xiàn)為粒子性，只是光的粒子性顯著，波動(dòng)性不顯著而已［跟進(jìn)訓(xùn)練］1.下列關(guān)于光的波粒二象性的說法中，正確的是()有的光是波，有的光是粒子光子與電子是同樣的一種粒子光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)，其波動(dòng)性越顯著；波長(zhǎng)越短，其粒子性越顯著大量光子的行為往往顯示出粒子性C［一切光都具有波粒二象性，光的有些行為(如干涉、衍射)表現(xiàn)出波動(dòng)性，有些行為(如光電效應(yīng))表現(xiàn)出粒子性，所以，不能說有的光是波，有的光是粒子。雖然光子與電子都是微觀粒子，都具有波粒二象性，但電子是實(shí)物粒子，有靜止質(zhì)量，光子不是實(shí)物粒子，沒有靜止質(zhì)量，電子是以實(shí)物形式存在的物質(zhì)，光子是以場(chǎng)的形式存在的物質(zhì)，所以，不能說光子與電子是同樣的一種粒子。光的波粒二象性的理論和實(shí)驗(yàn)表明，大量光子的行為表現(xiàn)出波動(dòng)性，個(gè)別光子的行為表現(xiàn)出粒子性。光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)，衍射性越好，即波動(dòng)性越顯著，光的波長(zhǎng)越短，其光子能量越大，個(gè)別或少數(shù)光子的作用就足以引起光接收裝置的反應(yīng)，所以其粒子性就很顯著，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤。］'空總對(duì)物質(zhì)波的理解(1)1927年戴維森和G.P.湯姆孫分別用單晶和多晶晶體做了電子束衍射實(shí)驗(yàn),得到如圖甲的衍射圖樣，試問該圖樣證明了什么？甲乙(2)1960年，約恩孫直接做了電子雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，從屏上攝得了類似楊氏雙縫

干涉圖樣的照片，試問這證明了什么？提示：（1）證明電子的波動(dòng)性。（2）證明電子的波動(dòng)性。任何物體，小到電子、質(zhì)子，大到行星、太陽(yáng)都存在波動(dòng)性，我們之所以觀察不到宏觀物體的波動(dòng)性，是因?yàn)楹暧^物體對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)太小。hp物質(zhì)波波長(zhǎng)的計(jì)算公式為X=p，頻率公式為v=h。3．德布羅意假說是光子的波粒二象性的一種推廣，使之包括了所有的物質(zhì)粒子，即光子與實(shí)物粒子都具有粒子性，又都具有波動(dòng)性，與光子對(duì)應(yīng)的波是電磁波，與實(shí)物粒子對(duì)應(yīng)的波是物質(zhì)波。［特別提醒］一般宏觀物體物質(zhì)波的波長(zhǎng)很短，波動(dòng)性很不明顯，難以觀察到其衍射現(xiàn)象如只有利用金屬晶格中的狹縫才能觀察到電子的衍射圖樣?！纠?】如果一個(gè)中子和一個(gè)質(zhì)量為10g的子彈都以103m/s的速度運(yùn)動(dòng),則它們的德布羅意波的波長(zhǎng)分別是多長(zhǎng)？（中子的質(zhì)量為1.67X10-27kg）思路點(diǎn)撥：（1）據(jù)公式p=mv計(jì)算出它們的動(dòng)量。h⑵據(jù)久=P算出波長(zhǎng)。［解析］中子的動(dòng)量為p1=m1v子彈的動(dòng)量為p2=m2vh據(jù)久=p知中子和子彈的德布羅意波的波長(zhǎng)分別為人=務(wù)丄P2人=務(wù)丄P2h聯(lián)立以上各式解得：人=肩,hm2v將m1=1.67X10-27kg，v=1X103m/s，h=6.63X10-34J?s，m2=1.0X10-2kg代入上面兩式可解得久嚴(yán)4.0X10-10m，久2=6.63X10—35m。［答案］4.0X10-10m6.63X10-35m宏觀物體波動(dòng)性的三點(diǎn)提醒(1)一切運(yùn)動(dòng)著的物體都具有波動(dòng)性，宏觀物體觀察不到其波動(dòng)性，但并不能否定其波動(dòng)性。(2)要注意大量光子、個(gè)別光子、宏觀物體、微觀粒子等相關(guān)概念的區(qū)別。在宏觀世界中，波與粒子是對(duì)立的概念；在微觀世界中，波與粒子可以統(tǒng)一。［跟進(jìn)訓(xùn)練］2．下列關(guān)于德布羅意波的認(rèn)識(shí)正確的是()任何一個(gè)物體都有一種波和它對(duì)應(yīng)，這就是物質(zhì)波B．X光的衍射證實(shí)了物質(zhì)波的假設(shè)是正確的電子的衍射證實(shí)了物質(zhì)波的假設(shè)是正確的宏觀物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，看不到它的衍射或干涉現(xiàn)象，所以宏觀物體不具有波動(dòng)性C［運(yùn)動(dòng)的物體才具有波動(dòng)性，A錯(cuò)誤；宏觀物體由于動(dòng)量太大，德布羅意波長(zhǎng)太小，所以看不到它的干涉、衍射現(xiàn)象，但仍具有波動(dòng)性，D錯(cuò)誤；X光是波長(zhǎng)極短的電磁波，是光子，它的衍射不能證實(shí)物質(zhì)波的存在，B錯(cuò)誤；只有C項(xiàng)正確。］1．(多選)關(guān)于光的波粒二象性的理解正確的是()大量光子的行為往往表現(xiàn)出波動(dòng)性，個(gè)別光子的行為往往表現(xiàn)出粒子性光在傳播時(shí)是波，而與物質(zhì)相互作用時(shí)就轉(zhuǎn)變成粒子高頻光是粒子，低頻光是波波粒二象性是光的根本屬性，有時(shí)它的波動(dòng)性顯著，有時(shí)它的粒子性顯著AD［光的波粒二象性指光有時(shí)候表現(xiàn)出的粒子性較明顯，有時(shí)候表現(xiàn)出的波動(dòng)性較明顯，選項(xiàng)D正確；大量光子的效果往往表現(xiàn)出波動(dòng)性，個(gè)別光子的行為往往表現(xiàn)出粒子性，選項(xiàng)A正確；光在傳播時(shí)波動(dòng)性顯著，光與物質(zhì)相互作用時(shí)粒子性顯著，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；頻率高的光粒子性顯著，頻率低的光波動(dòng)性顯著，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。］2．(多選)關(guān)于光的波粒二象性，下列正確的說法是()光的頻率越高，光子的能量越大，粒子性越顯著光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)，光的能量越小，波動(dòng)性越顯著頻率高的光子不具有波動(dòng)性，波長(zhǎng)較長(zhǎng)的光子不具有粒子性個(gè)別光子產(chǎn)生的效果往往顯示粒子性，大量光子產(chǎn)生的效果往往顯示波動(dòng)性ABD［光具有波粒二象性，但在不同情況下表現(xiàn)不同，頻率越高，波長(zhǎng)越短，粒子性越強(qiáng)，反之波動(dòng)性明顯，個(gè)別光子易顯示粒子性，大量光子顯示波動(dòng)性，故選項(xiàng)A、B、D正確。］3．(多選)以下說法正確的是()宏觀粒子也具有波動(dòng)性抖動(dòng)細(xì)繩一端，繩上的波就是物質(zhì)波物質(zhì)波也是一種概率波物質(zhì)波就是光波AC［任何物體都具有波動(dòng)性，故A正確；對(duì)宏觀物體而言，其波動(dòng)性難以觀測(cè)，我們所看到的繩波是機(jī)械波，不是物質(zhì)波，故B錯(cuò)誤；物質(zhì)波與光波一樣，也是一種概率波，即粒子在各點(diǎn)出現(xiàn)的概率遵循波動(dòng)規(guī)律，但物質(zhì)波不是光波，故C正確，D錯(cuò)誤。］4．下列說法正確的是()物質(zhì)波屬于機(jī)械波只有像電子、質(zhì)子、中子這樣的微觀粒子才具有波動(dòng)性德布羅意認(rèn)為，任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)著的物體，小到電子、質(zhì)子，大到行星、太陽(yáng)都具有一種波和它對(duì)應(yīng)，這種波叫作物質(zhì)波宏觀物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，看不到它的衍射或干涉現(xiàn)象，所以宏觀物體運(yùn)動(dòng)時(shí)不具有波動(dòng)性C［物質(zhì)波是一切運(yùn)動(dòng)著的物體所具有的波，與機(jī)械波性質(zhì)不同，宏觀物體也具有波動(dòng)性，只是干涉、衍射現(xiàn)象不明顯，故選項(xiàng)C正確。］歷史上美國(guó)宇航局曾經(jīng)完成了用“深度撞擊”號(hào)探測(cè)器釋放的撞擊器“擊