专题七-光电效应-原子结构与原子核课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2019-9-27,#,1,专题七-光电效应-原子结构与原子核课件,“,物理观念,”,构建,一、光电效应及其规律,1.,爱因斯坦光电效应方程：,E,k,h,W,0,。,2.,最大初动能与遏止电压的关系：,E,k,eU,c,。,3.,逸出功与极限频率的关系：,W,0,h,c,。,4.,E,k,图线：是一条倾斜直线，但不过原点，如图所示。,(1),横轴截距表示极限频率；,(2),纵轴截距的绝对值表示逸出功；,(3),图线的斜率表示普朗克常量,h,。,“物理观念”构建一、光电效应及其规律1.爱因斯坦光电效应方程,二、原子结构与玻尔理论,知识体系,二、原子结构与玻尔理论知识体系,三、原子核及其衰变,知识体系,三、原子核及其衰变,四、核反应核能的计算,知识,体系,四、核反应核能的计算,“,科学思维,”,展示,一、光电效应的研究思路,二、一个氢原子能级跃迁与一群氢原子能级跃迁的区别,“科学思维”展示一、光电效应的研究思路二、一个氢原子能级跃迁,三、计算核能的几种方法,1.,根据爱因斯坦质能方程，用核反应的质量亏损的千克数乘以真空中光速,c,的平方，即,E,mc,2,。,2.,根据,1,原子质量单位,(u),相当于,931.5,兆电子伏,(MeV),能量，用核反应的质量亏损的原子质量单位数乘以,931.5 MeV,，即,E,m,931.5 MeV,。,3.,如果核反应时释放的核能是以动能形式呈现，则核反应过程中系统动能的增量即为释放的核能。,三、计算核能的几种方法1.根据爱因斯坦质能方程，用核反应的质,光电效应问题,考向一爱因斯坦光电效应方程,【典例,1,】,(2019,北京卷，,19),光电管是一种利用光照射产生电流的装置，当入射光照在管中金属板上时，可能形成光电流。表中给出了,6,次实验的结果。,组,次,入射,光子的,能量,/,Ev,相对光强,光电流,大小,/,mA,逸出光电子的最大动能,/,eV,第一组,1,2,3,4.0,4,0,4,0,弱,中,强,29,43,60,0.9,0,9,0,9,第二组,4,5,6,6.0,6,0,6,0,弱,中,强,27,40,55,2.9,2,9,2,9,光电效应问题考向一爱因斯坦光电效应方程【典例1】(201,由表中数据得出的论断中不正确的是,(,),A.,两组实验采用了不同频率的入射光,B.,两组实验所用的金属板材质不同,C.,若入射光子的能量为,5.0 eV,，逸出光电子的最大动能为,1.9 eV,D.,若入射光子的能量为,5.0 eV,，相对光强越强，光电流越大,解析,光子的能量,E,h,，入射光子的能量不同，故入射光子的频率不同，,A,正确；由爱因斯坦的光电效应方程,h,W,0,E,k,，可求出两组实验的逸出功,W,0,均为,3.1 eV,，故两组实验所用的金属板材质相同，,B,错误；由,h,W,0,E,k,，,W,0,3.1 eV,；当,h,5.0 eV,时，,E,k,1.9 eV,，,C,正确；光强越强，单位时间内射出的光子数越多，单位时间内逸出的光电子数越多，形成的光电流越大，,D,正确。,答案,B,由表中数据得出的论断中不正确的是(),考向二光电效应的图象问题,【典例,2,】,小明用金属铷为阴极的光电管，观测光电效应现象，实验装置示意图如图,1,甲所示。已知普朗克常量,h,6.63,10,34,Js,。,图,1,(1),图甲中电极,A,为光电管的,“,阴极,”,还是,“,阳极,”,；,(2),实验中测得铷的遏止电压,U,c,与入射光频率,之间的关系如图乙所示，求铷的截止频率及逸出功；,(3),如果实验中入射光的频率,7.00,10,14,Hz,，则产生的光电子的最大初动能是多少。,考向二光电效应的图象问题【典例2】小明用金属铷为阴极的光,解析,(1),在光电效应中，电子向,A,极运动，故电极,A,为光电管的阳极。,(2),由题图可知，铷的截止频率,c,为,5.15,10,14,Hz,，逸出功,W,0,h,c,6.63,10,34,5.15,10,14,J,3.41,10,19,J,。,(3),当入射光的频率为,7.00,10,14,Hz,时，由,E,k,h,h,c,得，光电子的最大初动能为,E,k,6.63,10,34,(7.00,5.15),10,14,J,1.23,10,19,J,。,答案,(1),阳极,(2)5.15,10,14,Hz(5.12,5.18),10,14,Hz,均视为正确,3.41,10,19,J(3.39,3.43),10,19,J,均视为正确,(3)1.23,10,19,J(1.21,1.25),10,19,J,均视为正确,解析(1)在光电效应中，电子向A极运动，故电极A为光电管的,解决光电效应类问题的,“,3,点注意,”,(1),决定光电子最大初动能大小的是入射光的频率，决定光电流大小的是入射光光强的大小。,(2),由光电效应发射出的光电子由一极到达另一极，是电路中产生光电流的条件。,(3),明确加在光电管两极间的电压对光电子起到了加速作用还是减速作用。,解决光电效应类问题的“3点注意”,1.,(2018,全国卷,，,17),用波长为,300 nm,的光照射锌板，电子逸出锌板表面的最大初动能为,1.28,10,19,J,。已知普朗克常量为,6.63,10,34,Js,，真空中的光速为,3.00,10,8,ms,1,。能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为,(,),A.1,10,14,Hz B.8,10,14,Hz,C.2,10,15,Hz D.8,10,15,Hz,答案,B,1.(2018全国卷，17)用波长为300 nm的光照射,2.,(2019,宜昌市联考,),爱因斯坦提出了光量子概念并成功地解释光电效应的规律而获得,1921,年的诺贝尔物理学奖。某种金属逸出光电子的最大初动能,E,km,与入射光频率,的关系如图,2,所示，其中,0,为极限频率。从图中可以确定的是,(,),图,2,A.,当入射光频率,0,时，会逸出光电子,B.,该金属的逸出功与入射光频率,有关,C.,最大初动能,E,km,与入射光强度成正比,D.,图中直线的斜率为普朗克常量,h,2.(2019宜昌市联考)爱因斯坦提出了光量子概念并成功地,答案,D,答案D,3.,(2019,天津卷，,5),如图,3,为,a,、,b,、,c,三种光在同一光电效应装置中测得的光电流和电压的关系。由,a,、,b,、,c,组成的复色光通过三棱镜时，下述光路图中正确的是,(,),图,3,解析,由爱因斯坦光电效应方程,E,k,h,W,0,和动能定理,eU,0,E,k,得,eU,h,W,0,，知遏止电压大，则光的频率大，,b,c,a,，由光的色散现象知频率越大，折射率越大，光的偏折角越大，选项,C,正确。,答案,C,3.(2019天津卷，5)如图3为a、b、c三种光在同一光,考向一对波粒二象性的理解,【典例,1,】,(,多选,),(2019,山东青岛市模拟,),关于物质的波粒二象性，下列说法正确的是,(,),原子结构,A.,不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微粒都具有波粒二象性,B.,运动的微观粒子与光子一样，当它们通过一个小孔时，都没有特定的运动轨道,C.,波动性和粒子性，在宏观现象中是矛盾的、对立的，但在微观高速运动的现象中是统一的,D.,实物的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性,解析,由德布罗意波可知,A,、,C,正确；运动的微观粒子，达到的位置具有随机性，而没有特定的运动轨道，故,B,正确；由德布罗意理论知，宏观物体的德布罗意波的波长太小，实际很难观察到波动性，不是不具有波粒二象性，故,D,错误。,答案,ABC,考向一对波粒二象性的理解原子结构A.不仅光子具有波粒二象性,考向二氢原子能级跃迁问题,【典例,2,】,(2019,全国卷,，,14),氢原子能级示意图如图,4,所示。光子能量在,1.63 eV,3.10 eV,的光为可见光。要使处于基态,(,n,1),的氢原子被激发后可辐射出可见光光子，最少应给氢原子提供的能量为,(,),图,4,A.12.09 eV,B.10.20 eV,C.1.89 eV,D.1.51 eV,解析,因为可见光光子的能量范围是,1.63 eV,3.10 eV,，所以氢原子至少要被激发到,n,3,能级，要给氢原子提供的能量最少为,E,(,1.51,13.60)eV,12.09 eV,，即选项,A,正确。,答案,A,考向二氢原子能级跃迁问题【典例2】(2019全国卷，,解决氢原子能级跃迁问题的注意点,(1),原子跃迁时，所吸收或释放的光子能量只能等于两能级之间的能量差。,(2),原子电离时，所吸收的能量可以大于或等于某一能级能量的绝对值，剩余能量为自由电子的动能。,解决氢原子能级跃迁问题的注意点,1.,(2019,湖北四地七校联考,),一个氢原子从,n,2,能级跃迁到,n,3,能级，则该氢原子,(,),A.,吸收光子，能量增加,B.,吸收光子，能量减少,C.,放出光子，能量增加,D.,放出光子，能量减少,解析,从高能级向低能级跃迁，释放光子，能量减少，从低能级向高能级跃迁，吸收光子，能量增加。一个氢原子从,n,2,能级跃迁到,n,3,能级，即从低能级向高能级跃迁，吸收光子，能量增加。选项,A,正确。,答案,A,1.(2019湖北四地七校联考)一个氢原子从n2能级跃迁,2.,(2019,山东青岛市模拟,),如图,5,为氢原子的能级图，已知可见光光子的能量范围为,1.62,3.11 eV,，金属钠的逸出功是,2.25 eV,，现有大量处于,n,4,能级的氢原子。下列说法正确的是,(,),图,5,A.,氢原子跃迁时最多可发出,6,种可见光,B.,氢原子跃迁时发出的可见光均能使金属钠发生光电效应,C.,氢原子跃迁时发出的可见光使金属钠发生光电效应得到光电子的最大初动能为,0.3 eV,D.,氢原子跃迁时发出的可见光使金属钠发生光电效应得到光电子的最大初动能为,10.98 eV,2.(2019山东青岛市模拟)如图5为氢原子的能级图，已知,答案,C,答案C,3.(,多选,),(20194,月浙江选考，,14),波长为,1,和,2,的两束可见光入射到双缝，在光屏上观察到干涉条纹，其中波长为,1,的光的条纹间距大于波长为,2,的条纹间距。则,(,下列表述中，下标,“1”,和,“2”,分别代表波长为,1,和,2,的光所对应的物理量,)(,),A.,这两束光的光子的动量,p,1,p,2,B.,这两束光从玻璃射向真空时，其临界角,C,1,C,2,C.,这两束光都能使某种金属发生光电效应，则遏止电压,U,c1,U,c2,D.,这两束光由氢原子从不同激发态跃迁到,n,2,能级时产生，则相应激发态的电离能,E,1,E,2,3.(多选)(20194月浙江选考，14)波长为1和2,答案,BD,答案BD,考向一核反应方程,原子核,答案,B,考向一核反应方程原子核答案B,考向二原子核的衰变规律,【典例,2,】,(,多选,),(20194,月浙江选考，,15),静止在匀强磁场中的原子核,X,发生,衰变后变成新原子核,Y,。已知核,X,的质量数为,A,，电荷数为,Z,，核,X,、核,Y,和,粒子的质量分别为,m,X,、,m,Y,和,m,，,粒子在磁场中运动的半径为,R,。则,(,),考向二原子核的衰变规律【典例2】(多选)(20194月,答案,AC,答案AC,考向三核能的计算,解析,因电子的质量远小于质子的质量，计算中可忽略不计。质量亏损,m,4,m,p,m,，由质能方程得，,E,mc,2,(4,1.007 8,4.002 6,),931,MeV,26.6 MeV,，选项,C,正确。,答案,C,考向三核能的计算解析因电子的质量远小于质子的质量，计算中,1.(,多选,),(2019,天津卷，,6),我国核聚变反应研究大科学装置,“,人造太阳,”,2018,年获得重大突破，等离子体中心电子温度首次达到,1,亿摄氏度，为人类