高考复习近代物理初步

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,*,考 纲 内 容,考 向 解 读,1,.光电效应.光子.爱因斯坦光电效应方程,2.,光的波粒二象性.物质波,3.,粒子散射实验.原子的核式结构,4,.氢原子的能级结构.光子的发射和吸收,5.,氢原子的电子云,6.,原子核的组成.天然放射现象.射线、射线、射线.衰变.半衰期,1.考纲对这部分内容的能力要求比较低，考试难度一般不大，考查内容广泛，涉及到原子的能级结构、能级公式、放射性现象、衰变、半衰期、核反应方程、核能、裂变、聚变等各个方面，属于每年必考内容.,2.从高考的趋势来看，以新粒子、新能源或其他新素材为背景的信息题成为热点，考查的题型以选择为主，考查的难度中等偏下.,7.原子核的人工转变.核反应方程.放射性同位素及其应用,8.放射性污染和防护,9.核能.质量亏损.爱因斯坦的质能方程,10.重核的裂变.链式反应.核反应堆,11.轻核的聚变.可控热核反应,12.人类对物质结构的认识,3.从近几年高考命题的情况来看，在今年的复习备考中要认真梳理课本中的基本概念和基本规律，弄清知识间的联系，关注科技热点和科技进步.,第一单元 量子论初步,一、光电效应,1定义,在光（包括不可见光）的照射下物体发射,（光电子）的现象.利用光电效应可制成,.,2光电效应的规律,（1）每种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须,这个极限频率才能产生光电效应.,（2）光电子的最大初动能与入射光的强度,关，只随入射光频率的增大而增大.,（3）光电效应的发生几乎是,的，一般不超过10-9s.,二、光电效应方程,1光子说,光是一份一份地,传播的，每一份叫一个光子，光子的能量跟它的频率成正比，即E=h.（普朗克常量h=66310-34 Js）,2最大初动能,发生光电效应时，金属表面上的电子吸收光子后克服原子核的引力逸出时所具有动能的最大值.,电子,光电管,大于,无,瞬时,不连续,授课提示：对应学生用书第213页,3光电效应方程,爱因斯坦光电效应方程是根据,守恒定律推导出来的.描述的是光电子的最大初动能Ek跟入射光子的能量h和逸出功W之间的关系：Ek=h-W.,4逸出功,某种金属中不同电子脱离这种金属所做的功不一样，逸出功是使电子脱离某种金属所做功的,三、光的波粒二象性、物质波,1光的波粒二象性,光是一种波，同时也是一种,，光具有波粒二象性；既不能把光波理解成宏观状态的波，也不能把光子当成实物粒子.,2物质波,任何一个,的物体，小到微观粒子，大到宏观物体，都有一种波与它相对应，其波长=hp，也称为,，物质波是一种概率波.,物质波既不是机械波，也不是电磁波，物质波乃是一种概率波.,能量,最小值.,粒子,运动着,德布罗意波,四、玻尔理论、能级、原子光谱,1玻尔的原子模型,是以假说的形式提出来的，它包括以下三方面的内容：,（1）轨道假设：即轨道是,的，只能是某些分立的值.,（2）定态假设：即不同的轨道对应着不同的,状态，这些状态中原子是稳定的，不向外辐射能量.,（3）跃迁假设：原子在不同的状态具有不同的能量，从一个定态向另一个定态跃迁时要吸收或放出一定频率的光子，该光子的能量等于这两个状态的能量差，即h=Em-En.,2能级,在玻尔理论中，原子的各个可能状态的能量值叫能级.,3基态与激发态,能量,的状态叫做基态；其他能量状态叫激发态.,4光子的发射与吸收,原子由激发态向基态跃迁时放出光子，由基态向激发态跃迁时要吸收光子.光子的频率与能级的关系：h=E2-E1.,5原子光谱,稀薄气体放电所发出的光谱是,的，它只发出几种确定频率的光，因此光谱线是特征线，这种分离的线状谱叫原子光谱.,不连续,能量,最低,不连续,6电子云,玻尔模型引入了量子化观点，但不完善.在量子力学中，核外电子并没有确定的轨道，玻尔的电子轨道，只不过是电子出现概率大的地方.把电子的概率分布用图象表示时，用小黑点的稠密程度代表概率的大小，其结果如同电子在原子核周围形成云雾，称为“电子云”.,7光谱分析,利用元素的特征谱线（线状光谱或吸收光谱）分析和确定物质的化学成分即为光谱分析.,授课提示：对应学生用书第214页,一、光电效应的规律和光子说对光电效应的解释,1光电效应规律,（1）任何一种金属都有一个极限频率,0,入射光的频率只有大于0才能产生光电效应，否则不论照射光的强度多大，照射时间多长，都不能发生光电效应.不同的金属极限频率不同.,（2）光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光的频率的增大而增大.,（3）受光照射时的金属在单位时间内发出的光电子数目，即光电流的强度与入射光的强度成正比.,（4）光电效应方程,E,k,=h-W,本质上是能的转化和守恒的方程.,2光子说对光电效应的解释,（1）当光照射到金属上时，它的能量可能被金属中的某个电子全部吸收，电子吸收能量后动能增加；当它的动能足够大时，它能克服金属内部原子对它的吸引而离开金属表面逃逸出来，成为光电子，这一过程时间很短，不需要长时间的积累.,（2）电子吸收光子的能量后可能向各个方向运动，有的向金属内部运动，有的向金属外部运动，由于路程不同，电子逃逸出来时损失的能量不同，因而它们离开金属表面时的初动能不同，只有直接从金属表面逃逸出来的光电子的初动能才最大，这时电子克服引力所做的功叫这种金属的逸出功W.,（3）对于某一金属，逸出功是一定的，要产生光电效应，入射光的频率必须大于某一极限值,0,=Wh,.,(4)对同一束入射光，光强越大，单位时间内入射到金属上的光电子就越多，吸收光子的电子数和金属中逸出的光电子数也越多，所以光电流越大.,（1）光电子具有的能量各不相同，并非所有的光电子都具有最大初动能.,（2）最小逸出功对应金属的极限频率.,（3）在光电效应规律中不要误认为“光电流与入射光的强度成正比”.因为光电流未达到最大值（亦称饱和值）之前，其值大小，不仅与入射光的强度有关，还与光电管两极间的电压有关，只有光电流达到最大后才和入射光的强度成正比.,二、关于光电效应的概念与理解,1概念,（1）光电子：在光电效应中，被光从金属中“打”出的电子.,（2）光电流：光电子形成的电流.,（3）饱和光电流：在一定频率与强度的光照射下的最大光电流，不再随电压的升高而增大.,因此解光电效应的习题时，应注意明确是光电流还是饱和光电流.,（4）入射光的强度：是指单位时间内入射到金属表面上的总能量，在入射光频率不变的情况下，光强度正比于单位时间内射到金属单位面积上的光子数.但若换不同频率的光照射，即使光的强度相同，单位时间内照射到金属表面的光子数也不相同，因而从金属表面逸出的光电子数也不相同.用公式表示为：（,为入射频率）,入射光强度=入射光子数h 单位时间，其中主要理解入射光子的数目.,2掌握两条线索，明确各概念间的对应关系,强度 决定着每秒光源发射的光子数,照射光,频率决定着每个光子的能量E=hv,每秒中逸出的光电子数 决定着光电流的大小,光电子,光电子逸出的最大初动能1/2mv,由上图可知两条线索：一是光的强度线,二是光的频率线.,两条对应关系是：光强光子数目多发射光电子多光电流大;,光子频率高光子能量大产生光电子的最大初动能大.,三、光的波动性与粒子性的比较,项目,内容,说明,光的粒,子性,“当光同物质发生作用时”，这种作用是“一份一份”进行的，表现出粒子的性质,少量或个别光子容易显示出光的粒子性,粒子的含义是“不连续”、“一份一份”的，光的粒子即光子，不同于宏观观念的粒子,光的波,动性,“足够能量的光在传播时”，表现出波的性质,光是一种概率波，即光子在空间各点出现的可能性大小（概率）可用波动规律来描述,光的波动性是光子本身的一种属性，不是光子之间相互作用产生的.光的波动性不同于宏观的波,波和粒,宏观世界：波和粒子是相互对立的,微观世界：波和粒子是统一,光子说并未否定波动性，光子能量E=h=hc中，和就是波的概念,的对立,，统一,（,1）光子是能量为h的微粒，表现出粒子性；而光子的能量与频率有关，体现了波动性.,（2）大量光子表现出波动性，个别光子表现出粒子性.,（3）光在传播时表现出波动性，光和其他物质相互作用时表现出粒子性.,（4）频率低的光波动性强，频率高的光粒子性强.,四、对原子跃迁的理解,1原子跃迁的条件,（1）原子从低能级向高能级跃迁：吸收一定能量的光子，当一个光子的能量满足h=E,末,-E,初,时，才能被某一个原子吸收，使原子从低能级E,初,向高能级E,末,跃迁，而当光子能量h大于或小于E,末,-E,初,时都不能被原子吸收.,（2）原子从高能级向低能级跃迁，以光子的形式向外辐射能量，所辐射的光子能量恰等于发生跃迁时的两能级间的能量差.,（3）当光子能量大于或等于13.6 eV时，也可以被氢原子吸收，使氢原子电离；当氢原子吸收的光子能量大于13.6 eV，氢原子电离后，电子具有一定的初动能.,2氢原子的轨道公式和能级公式,设基态轨道的半径为,r,1,，量子数为,n,的激发态轨道半径为,r,n,，则有：,r,n,=nr,1,（n=1，2，3）.,设基态能量为E1，量子数为n的激发态能量为E,n,，则有：,E,n,=（n=1，2，3）.,对于氢原子而言，,r,1,=0.5310-10 m，E,1,=-13.6 eV.,一群氢原子处于量子数为,n,的激发态时，可能辐射出的光谱线条数为,N=C,2,n,.,（1）原子在各能级间跃迁时，所吸收或辐射的光子的能量只能等于两能级间的能级差.原子电离时所吸收或辐射的光子的能量可以大于或等于某一能级的能量绝对值，即EE,-E,n,.,（2）量子数为n的氢原子辐射光子的可能频率的判定方法：如果是一个氢原子，向低能级跃迁时最多发出的光子数为n-1；如果是一群氢原子，向低能级跃迁时最多发出的光子数为Cn种.,授课提示：对应学生用书第215页,对光电效应规律的理解,关于光电效应的规律，下列说法中正确的是（）,A若某种色光照射金属表面时，能产生光电效应，则入射光的频率越高，产生的光电子的最大初动能越大,B若某种色光照射金属表面时，能产生光电效应，则入射光的强度越大，产生的光电子数越多,C同一频率的光照射不同金属，如果都能产生光电效应，则逸出功大的金属产生的光电子的最大初动能也越大,D对某金属，入射光波长必须小于某一极限波长，才能产生光电效应,【思维提示】本题考查光电效应的有关规律，熟记规律的内容是解题的关键.,【解析】,由光电效应方程 mv,2,m,=h-W知，对于某种金属，其逸出功是一个定值.当入射光频率一定时，光子的能量是一定的，产生的光电子的最大初动能也是一定的，若提高入射光的频率.则产生光电子的最大初动能也将增大，因此A选项正确.,要想使某种金属发生光电效应，必须使入射光的频率大于其极限频率0.因刚好发生光电效应时，光电子的初动能为零，,有h,0,=W，所以,0,=，,又,0,=.,若入射光频率0，即,0,=时能发生光电效应，,因而选项D正确.,同一频率的光照射到不同的金属上时，因不同金属的逸出功不同，则产生的光电子的最大初动能也不相同，逸出功越小，即电子越容易摆脱金属的束缚，电子脱离金属表面时获得的动能越大，因而C选项错误.,若入射光的频率不变，对于特定的金属，增加光强，不会增加光电子的最大初动能.但由于光强的增加，照射光的光子数目增多，因而产生的光电子数目也随之增多，光电流增大，因而B选项正确.,【答案】ABD,【画龙点睛】分析光电效应问题的关键：,（1）深刻理解极限频率和逸出功的概念，从能量转化角度理解最大初动能的意义.,（2）必须掌握光电效应的规律.,同类追踪,1.关于光电效应,有如下几种陈述,其中正确的是（）,A.金属电子的逸出功与入射光的频率成正比,B.光电流的强度与入射光的强度无关,C.用不可见光照射金属一定比用可见光照射同种金属产生的光电子的初动能要大,D.对于任何一种金属都存在一个“最大波长”,入射光的波长必须小于这个波长,才能产生光电效应,解析,：金属的逸出功由该金属决定,与入射光源频率无关,光电流的强