浙江省高考物理总复习 14.1 波粒二象性 原子结构（选考部分B版）课件.ppt

加试要求 1 能量量子化 b 2 光的粒子性 c 3 粒子的波动性 c 4 概率波 b 5 不确定性关系 b 6 电子的发现 a 7 原子的核式结构模型 b 8 氢原子光谱 b 9 玻尔的原子模型 c 10 原子核的组成 a 11 放射性元素的衰变 c 12 探测射线的方法 a 13 放射性的应用与防护 a 14 核力与结合能 c 15 核裂变 c 16 核聚变 c 17 粒子和宇宙 a 第1讲波粒二象性原子结构 考点一光的粒子性 知识梳理 1 能量子 1 定义 普朗克认为 带电微粒辐射或吸收能量时 只能是辐射或吸收某个最小能量值的 这个不可再分的最小能量值 叫做能量子 2 大小 h 其中 是 h是 数值h 一般h取6 63 10 34j s 整数倍 电磁波的频率 普朗克常量 6 626 10 34j s 2 光电效应 1 定义照射到金属表面的光 能使金属中的从表面逸出的现象 2 光电子中发射出来的电子 3 光电效应规律 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 低于这个频率的光不能产生光电效应 电子 光电效应 大于 光电子的最大初动能与入射光的无关 只随入射光频率的增大而 光电效应的发生的 一般不超过10 9s 当入射光的频率大于极限频率时 饱和光电流的强度与入射光的强度成 强度 增大 几乎瞬时 正比 3 爱因斯坦光电效应方程 1 光子说在空间传播的光是不连续的 而是一份一份的 每一份叫做一个光的能量子 简称光子 光子的能量 其中h 6 63 10 34j s 称为普朗克常量 2 逸出功w0使电子脱离某种金属所做功的 3 最大初动能发生光电效应时 金属表面上的吸收光子后克服原子核的引力逸出时所具有的动能的最大值 h 最小值 电子 w0 逸出功w0 3 光电效应的图象分析 题组训练 1 基础考点 能量子 多选 对于带电微粒的辐射和吸收能量时的特点 以下说法正确的是 a 以某一个最小能量值一份一份地辐射或吸收b 辐射和吸收的能量是某一最小值的整数倍c 吸收的能量可以是连续的d 辐射和吸收的能量是量子化的解析带电微粒辐射和吸收能量时是以最小能量值 能量子 的整数倍一份一份地辐射或吸收的 是不连续的 故选项a b d正确 c选项错 答案abd 2 基础考点 光电效应的实验现象 多选 如图所示 用导线把验电器与锌板相连接 当用紫外线照射锌板时 发生的现象是 a 有光子从锌板逸出b 有电子从锌板逸出c 验电器指针张开一个角度d 锌板带负电 解析用紫外线照射锌板是能够发生光电效应的 锌板上的电子吸收紫外线的能量从锌板表面逸出 称之为光电子 故a错误 b正确 锌板与验电器相连 带有相同电性的电荷 锌板失去电子应该带正电 且失去电子越多 带正电的电荷量越多 验电器指针张角越大 故c正确 d错误 答案bc 3 高考热点 光电效应的实验规律 多选 光电效应的实验结论是 对某种金属 a 无论光强多强 只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应b 无论光的频率多低 只要光照时间足够长就能产生光电效应c 超过极限频率的入射光强度越弱 所产生的光电子的最大初动能就越小d 超过极限频率的入射光频率越高 所产生的光电子的最大初动能就越大 解析每种金属都有它的极限频率 0 只有入射光子的频率大于极限频率 0时 才会发生光电效应 选项a正确 b错误 光电子的最大初动能与入射光的强度无关 随入射光频率的增大而增大 选项d正确 c错误 答案ad 答案ab 答案d 答案ek eb 波动 粒子 h 粒子 波动 普朗克常量h 运动 实物粒子 物质波 3 概率波 1 光波是一种概率波光的波动性不是光子之间相互作用的结果而是光子自身固有的性质 光子在空间出现的概率可以通过确定 所以 光波是一种 2 物质波也是一种概率波对于电子和其他微观粒子 单个粒子的位置是 但在某点出现的概率的大小可以由确定 而且对于大量粒子 这种概率分布导致确定的宏观结果 所以物质波也是概率波 波动规律 概率波 不确定的 波动规律 不确定性 x p 规律方法 1 光既具有粒子性 又具有波动性 对光的波粒二象性的理解 2 解答光的波粒二象性类型题时应把握以下两点 1 光具有波粒二象性 光波是一种概率波 2 单个光子的落点位置是不确定的 大量光子运动时落点位置服从概率分布规律 题组训练 1 基础考点 对概率波的理解 多选 以下说法中正确的是 a 光波和物质波都是概率波b 实物粒子不具有波动性c 光的波动性是光子之间相互作用引起的d 光通过狭缝后在屏上形成明暗相间的条纹 光子在空间出现的概率可以通过波动规律确定 解析光波和物质波都是概率波 可通过波动规律来确定 故a d正确 b错误 光的波动性是光的属性 不是光子间相互作用引起的 c错误 答案ad 答案cd 4 高考热点 对光的波粒二象性的理解 用很弱的光做双缝干涉实验 把入射光减弱到可以认为光源和感光胶片之间不可能同时有两个光子存在 如图所示是不同数量的光子照射到感光胶片上得到的照片 这些照片说明 a 光只有粒子性没有波动性b 光只有波动性没有粒子性c 少量光子的运动显示波动性 大量光子的运动显示粒子性d 少量光子的运动显示粒子性 大量光子的运动显示波动性解析光具有波粒二象性 这些照片说明少量光子的运动显示粒子性 大量光子的运动显示波动性 故d正确 答案d 考点三电子的发现原子的核式结构模型 知识梳理 1 电子的发现 1 英国物理学家使用气体放电管对阴极射线进行了一系列实验研究 让阴极射线分别通过电场和磁场 根据现象 证明它是带电的粒子流并求出其比荷 换用的阴极做实验 所得的数值都相同 是氢离子比荷的近两千倍 证明这种粒子是构成各种物质的共有成分 汤姆孙 偏转 负 不同材料 比荷 2 电子 组成阴极射线的粒子称为 密立根 油滴实验 结论 电子 2 汤姆孙原子模型汤姆孙于1898年提出了原子模型 他认为原子是一个 弥漫性地均匀分布在整个球体内 镶嵌其中 球体 正电荷 电子 3 粒子散射实验 1 实验装置 粒子源 放大镜和 2 实验现象 绝大多数的 粒子穿过金箔后 基本上的方向前进 少数 粒子发生了偏转 极少数 粒子的偏转角度 甚至有极个别 粒子几乎被 撞了回来 3 实验意义 卢瑟福通过 粒子散射实验 否定了汤姆孙的原子模型 建立了模型 金箔 荧光屏 仍沿原来 大角度 大于90 核式结构 4 核式结构模型1911年由卢瑟福提出 在原子中心有一个很小的核 叫 它集中了原子全部的和几乎全部的 在核外空间运动 5 原子核的电荷与尺度 原子核 正电荷 质量 电子 题组训练 1 基础考点 对阴极射线的理解 阴极射线从阴极射线管中的阴极发出 在其间的高电压下加速飞向阳极 如图所示 若要使射线向上偏转 所加磁场的方向应为 a 平行于纸面向左b 平行于纸面向上c 垂直于纸面向外d 垂直于纸面向里解析由于阴极射线的本质是电子流 阴极射线方向向右传播 说明电子的运动方向向右 相当于存在向左的电流 利用左手定则 使电子所受洛伦兹力方向平行于纸面向上 由此可知磁场方向应为垂直于纸面向外 故选项c正确 答案c 2 基础考点 粒子散射实验 多选 关于 粒子散射实验 下列说法正确的是 a 粒子穿过原子时 由于 粒子的质量比电子大得多 电子不可能使 粒子的运动方向发生明显的改变b 由于绝大多数 粒子穿过金箔后仍按原来方向前进 所以使 粒子发生大角度偏转的原因是在原子中极小的区域内集中着对 粒子产生库仑力的正电荷c 使 粒子穿过原子时 只有少数粒子发生大角度偏转的原因是原子核很小 粒子接近原子核的机会很小d 粒子发生大角度偏转的原因是 粒子穿过原子时 原子内部两侧的正电荷对 粒子的斥力不相等 解析电子的质量很小 当和 粒子作用时 对 粒子运动的影响极其微小 a正确 粒子发生大角度偏转 说明原子核的正电荷和几乎全部质量集中在一个很小的区域内 所以b c正确 d错误 答案abc 3 高考热点 原子的核式结构 多选 在 粒子散射实验中 当 粒子最接近金原子核时 粒子符合下列哪种情况 a 动能最小b 电势能最小c 粒子与金原子核组成的系统能量很小d 所受金原子核的斥力最大解析 粒子在接近金原子核的过程中 要克服库仑斥力做功 动能减少 电势能增大 两者相距最近时 动能最小 电势能最大 总能量守恒 根据库仑定律 距离最近时斥力最大 答案ad 考点四氢原子光谱玻尔的原子模型 知识梳理 1 氢原子光谱的实验规律 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 原子的定态是的 因此电子的可能轨道也是的 不连续 稳定 em en 不连续 不连续 3 能级 题组训练 1 基础考点 对玻尔理论的理解 多选 关于玻尔的原子模型理论 下列说法正确的是 a 原子可以处于连续的能量状态中b 原子的能量状态不可能是连续的c 原子的核外电子在轨道上运动时 要向外辐射能量d 原子的核外电子在轨道上运动时 不向外辐射能量解析由玻尔的原子模型知原子的能量是不连续的 是量子化的 电子在定态轨道上绕核运动时 不向外辐射能量 处于定态 只有从高能级轨道向低能级轨道跃迁时 才向外辐射能量 答案bd 2 高考热点