量子论初步单元知识总结.doc

精 华 名 师 辅 导教学内容：量子论初步单元知识总结【知识结构】【物理思想方法】高考对本章内容考查多以选择题或填空题的形式进行，命题频率较高的知识点是光电效应、能级，且常与其他知识点结合成为小型的综合题1能量守恒的观点常有体现：对于本章，常有能量的问题从中体现，例如能级跃迁问题、光电效应中光电子的最大初动能的问题等，要注意结合能量的观点解题2微观世界宏观化：微观世界是我们不熟悉的，但我们对宏观世界有丰富的经验，所以在有些方面我们要将微观问题宏观化，例如在研究玻尔氢原子模型、光电子在各种场中的运动等，利用我们已有的宏观规律去感知微观世界3高新科技在生活中的应用：光自动控制、激光的应用、产生视觉效应的光子数等与我们的现实生产、生活有很多的联系【难题巧解点拨】例1 一个电子，远离质子时的速度为为质子所捕获，放出一个光子而形成氢原子，如果在氢原子中电子处于第一玻尔轨道，求放出光子的频率解析 电子的动能为：质子捕获电子形成氢原子时，吸收了102eV的能量，跃迁到较高的能级上，其能级值：设相应的量子数为n，解得n2，电子处于，n2的激发态是不稳定的，跃迁到基态时辐射光子的频率为：答案 点拨 要利用已有的知识，结合以前的经验，进行的正确的迁移，形成新知识、新经验例2 根据玻尔理论，氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道后( )A原子的能量增加，电子的动能减少B原子的能量增加，电子的动能增加C原子的能量减少，电子的动能减少D原子的能量减少，电子的动能增加解析 这道题的关键在于理解氢原子能级的组成，和对氢原子核外电子的受力情况、运动情况的分析玻尔理论给出了两个公式：轨道半径公式：能级公式：仅从两个公式表面来看，量子数n越小，原子的能量越大但是，因为，所以原子的能量为负值，量子数n越小，原子的能量也越小；从另一个角度看，当氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道时，要向外辐射一定频率的光子，即向外辐射能量，所以氢原子的能量也应该减小氢原子的核外电子，由于受到原子核的引力作用而作匀速圆周运动，由牛顿运动定律可得：，电子动能：，且，将代入得：所以量子数越小，氢原子核外电子的动能越越大答案 D点拨 氢原子在各个不同的能量状态对应不同的电子轨道，电子绕核做圆周运动的动能和系统的电势能之和即为原子的能量，即：；系统的电势能变化根据库仑力做功来判断：靠近核，库仑力做正功，系统电势能减少；远离核，库仑力做负功，系统电势能增加.例3 在X射线管中，由阴极发射的电子被加速后打到阳极，会产生包括X光在内的各种能量的光子，其中光子能量的最大值等于电子的动能已知阳极与阴极之间的电势差U、普朗克常量h、电子电量e和光速c，则可知该X射线管发出的X光的( )A最短波长为 B最短波长为C最低频率为 D最高频率为解析 电子在电场中加速获得动能，E=hv由题给条件，可得光子最高频率为，所以D选项是正确的又，B选项是正确的答案 B、D点拨 要注意本章中公式的运用，在何种情况下有最高频率(最短波长)，在何种情况下有最大波长(最低频率)例4 处于基态的氢原子在某单色光束照射下，只能发出频率为、的三种光，且，则该照射光的光子能量为( )A B C D解析 本题中氢原子吸收光子的能量后，能向外辐射三种频率的光，说明它是从基态跃迁到第三个激发态，以后在能级三、二间，三、一间，二、一间跃迁时辐射出三种光，其中在三、一两能级间跃迁时所辐射光子能量最大，应为，则该氢原子所吸收光子的能量也为答案 C点拨 有的同学认为，所能发出的光子能量分别是：、，则照射光的光子能量必须是上述三者之和，即为这是对原子的跃迁原理不清楚造成的当处于基态的氢原子吸收能量到较高的激发态后，可以向较低的所有能级跃迁，可辐射几种频率的光，所辐射的最高频率的光的光子能量和最初吸收的光子能量应相等例5 如图21-9所示为对光电管产生的光电子进行荷质比测定的原理图，两块平行金属板间距为d，其中N为锌板，受紫外光照射后将激发出沿不同方向运动的光电子，开关S闭合电流表A有读数，若调节变阻器R，逐渐增大板间的电压，A表读数逐渐减小，当电压表示数为U时，A表读数恰好为零；断开S，在MN间加上垂直纸面向里的匀强磁场，当磁感应强度为B时，A表读数也为零(1)求光电子的荷质比e/m的表达式(2)光电管的阴极常用活泼的碱金属制成，原因是这些金属A导电性好B逸出功小C发射电子多D电子动能大(3)光电管在各种自动化装置中有很多应用，街道路灯自动控制就是其应用之一请利用光电管的特性设计一电路来实现日出路灯熄，日落路灯亮的效果解析 (1)A表读数为零，表明这时具有最大初动能逸出的光电子也不能达到M板，有，断开S，在MN间加磁场，若以最大速率运动的光电子做半径为d2的圆周运动，则A表的读数也恰为零，故得，可得。(2)B(3)设计电路时要注意，电源正极应与光电管的阳极相连，光电管的阴极与电源的负极相连，这样光