光电效应 氢原子光谱.ppt

第2讲光电效应氢原子光谱 1 光电效应的实验规律 1 任何一种金属都有一个极限频率 入射光的频率必须大于这个极限频率才能发生光电效应 低于这个极限频率则 2 光电子的最大初动能与入射光的强度无关 其随入射光频率的增大而 3 大于极限频率的光照射金属时 光电流强度 反映单位时间内发射出的光电子数的多少 与入射光强度成 4 金属受到光照 光电子的发射一般不超过 不能发生光电效应 增大 正比 10 9s h W0 2 光子说爱因斯坦提出 空间传播的光不是连续的 而是一份一份的 每一份称为一个光子 光子具有的能量与光的频率成正比 即 其中h 6 63 10 34J s h 针对训练 1 2012 上海高考 在光电效应实验中 用单色光照射某种金属表面 有光电子逸出 则光电子的最大初动能取决于入射光的 A 频率B 强度C 照射时间D 光子数目 解析 根据光电效应方程 Ek h W0最大初动能取决于入射光的频率 A正确 答案 A 2 实验现象绝大多数 粒子穿过金箔后 基本上仍沿原来的方向前进 但少数 粒子发生了 极少数 粒子甚至被撞了回来 如图13 2 2所示 大角度偏转 3 原子的核式结构模型在原子中心有一个很小的核 原子全部的和几乎全部都集中在核里 带负电的电子在核外空间绕核旋转 正电荷 质量 针对训练 2 2011 天津高考 下列能揭示原子具有核式结构的实验是 A 光电效应实验B 伦琴射线的发现C 粒子散射实验D 氢原子光谱的发现 解析 光电效应实验说明光具有粒子性 故A错误 伦琴射线为电磁波 故B错误 卢瑟福由 粒子散射实验建立了原子的核式结构模型 故C正确 氢原子光谱的发现说明原子光谱是不连续的 故D错误 答案 C 1 光谱 1 光谱 用光栅或棱镜可以把光按波长展开 获得光的 频率 和强度分布的记录 即光谱 2 光谱分类有些光谱是一条条的 这样的光谱叫做线状谱 有的光谱是连在一起的 这样的光谱叫做连续谱 3 氢原子光谱的实验规律 巴耳末线系是氢原子光谱在可见光区的谱线 其波长公式 n 3 4 5 R是里德伯常量 R 1 10 107m 1 n为量子数 波长 亮线 光带 2 玻尔理论 1 定态 原子只能处于一系列的能量状态中 在这些能量状态中原子是的 电子虽然绕核运动 但并不向外辐射能量 2 跃迁 原子从一种定态跃迁到另一种定态时 它辐射或吸收一定频率的光子 光子的能量由这两个定态的能量差决定 即h h是普朗克常量 h 6 63 10 34J s 3 轨道 原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应 原子的定态是 因此电子的可能轨道也是 不连续 稳定 Em En 不连续的 不连续的 针对训练 3 2012 江苏高考 如图所示是某原子的能级图 a b c为原子跃迁所发出的三种波长的光 在下列该原子光谱的各选项中 谱线从左向右的波长依次增大 则正确的是 答案 C 1 光电效应的实质光子照射到金属表面 某个电子吸收光子的能量使其动能变大 当电子的动能增大到足以克服原子核的引力时 便飞出金属表面成为光电子 2 极限频率的实质光子的能量和频率有关 而金属中电子克服原子核引力需要的能量是一定的 光子的能量必须大于金属的逸出功才能发生光电效应 这个能量的最小值等于这种金属对应的逸出功 所以每种金属都有一定的极限频率 3 对光电效应瞬时性的理解光照射到金属上时 电子吸收光子的能量不需要积累 吸收的能量立即转化为电子的能量 因此电子对光子的吸收十分迅速 4 光电效应方程电子吸收光子能量后从金属表面逸出 其中只有直接从金属表面飞出的光电子才具有最大初动能 根据能量守恒定律 Ek h W0 如图13 2 4所示 5 用光电管研究光电效应 1 常见电路 如图13 2 5所示 2 两条线索 通过频率分析 光子频率高 光子能量大 产生光电子的最大初动能大 通过光的强度分析 入射光强度大 光子数目多 产生的光电子多 光电流大 2012 江苏高考 A B两种光子的能量之比为2 1 它们都能使某种金属发生光电效应 且所产生的光电子最大初动能分别为EA EB 求A B两种光子的动量之比和该金属的逸出功 答案 2 1EA 2EB 2012 四川高考 如图13 2 7所示为氢原子能级示意图的一部分 则氢原子 A 从n 4能级跃迁到n 3能级比从n 3能级跃迁到n 2能级辐射出电磁波的波长长B 从n 5能级跃迁到n 1能级比从n 5能级跃迁到n 4能级辐射出电磁波的速度大C 处于不同能级时 核外电子在各处出现的概率是一样的D 从高能级向低能级跃迁时 氢原子核一定向外放出能量 解析 因为E4 E3 0 66eV E3 E2 1 89eV 根据c 和h En Em得从n 4能级跃迁到n 3能级比从n 3能级跃迁到n 2能级辐射出电磁波的波长长 选项A正确 电磁波在真空中的传播速度都相等 与光子的频率无关 选项B错误 氢原子的