高中物理光电效应知识点

1、学习必备精品知识点一、光电效应和氢原子光谱知识点一：光电效应现象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不能发生光电效应(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增大(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) 与入射光强度成正比 9(4)金属受到光照，光电子的发射一般不超过10_s.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 34子具有的能量与光的频率成正比，即： h，其中 h 6.63×

2、; 10J s·.(1)表达式： h Ek W0 或 Ek h W0.(2)物理意义：金属中的电子吸收一个光子获得的能量是h，这些能量的一部分用来克12服金属的逸出功W0，剩下的表现为逸出后电子的最大初动能Ek2mv .1.卢瑟福的粒子散射实验装置(如图 132 1 所示 )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，偏转，极少数粒子甚至被撞了回来如图13 2 2 所示但少数 粒子发生了大角度粒子散射实验的分析图3 原子的核式结构模型在原子中心有一个很小的核， 原子全部的正电荷和几乎全部质量都集中在核里， 带负电的电子在核外空间绕核旋转知识点三：氢原子光谱和玻尔

3、理论1.光谱(1)光谱：用光栅或棱镜可以把光按波长展开，获得光的波长(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亮线，这样的光谱叫做线状谱有的光谱是连在一起的光带，这样的光谱叫做连续谱(3)氢原子光谱的实验规律111巴耳末线系是氢原子光谱在可见光区的谱线，其波长公式 R(22)(n 3,4,5， )，2n7 1R 是里德伯常量，R 1.10× 10 m， n 为量子数学习必备精品知识点(1)定态：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些能量状态中原子是稳定的，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

4、频率的光子，光子的能量由这两个定态的能量差决定，即 34h Em En.(h 是普朗克常量， h 6.63× 10 J 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不连续的，因此电子的可能轨道也是不连续的点拨：易错提醒(1)一群氢原子跃迁发出可能的光谱线数为N Cn2 n n 1，一个氢原子跃迁发出可能2的光谱线数最多为 (n 1)(2) 由能级图可知，由于电子的轨道半径不同，氢原子的能级不连续，这种现象叫能量量子化考点一：对光电效应的理解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

5、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.图 1324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 24 所示5 用光电管研究光电效应(1)

6、常见电路 (如图 13 25 所示 )图 1325(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(3)常见概念辨析学习必备精品知识点强度 决定着每秒钟光源发射的光子数照射光频率 决定着每个光子的能量h光电子每秒钟逸出的光电子数 决定着光电流的强度12光电子逸出后的最大初动能mvm规律总结：(1)光电子也是电子，光子的本质是光，注意两者的区别(2) 在发生光电效应的过程中，并非所有光电子都具有最大初动能，只有从金属表面直接发出的光电子初动能才最大考点二：氢原子能级和能级跃迁1.氢原子的能级图能级图如图13 2

7、 6 所示图 13262 能级图中相关量意义的说明相关量意义能级图中的横线表示氢原子可能的能量状态 定态横线左端的数字“1,2,3”表示量子数横线右端的数字“ 13.6， 3.4”表示氢原子的能量表示相邻的能量差，量子数越大相邻的能量差越小，距离越相邻横线间的距离小表示原子由较高能级向较低能级跃迁，原子跃迁的条件为h带箭头的竖线 Em En3.关于光谱线条数的两点说明(1)一群氢原子跃迁发出可能的光谱线条数为NCn2 n n 1.2(2)一个氢原子跃迁发出可能的光谱线条数最多为(n1) 二、核反应和核能知识点一：天然放射现象和衰变学习必备精品知识点1.天然放射现象(1)天然放射现象元素自发地放

8、出射线的现象， 首先由贝可勒尔发现 天然放射现象的发现， 说明原子核具有复杂的结构(2)放射性和放射性元素物质发射某种看不见的射线的性质叫放射性具有放射性的元素叫放射性元素(3)三种射线：放射性元素放射出的射线共有三种，分别是射线、 射线、 射线(4)放射性同位素的应用与防护放射性同位素： 有天然放射性同位素和人工放射性同位素两类， 放射性同位素的化学性质相同应用：消除静电、工业探伤、作示踪原子等防护：防止放射性对人体组织的伤害2 原子核的衰变(1)原子核放出粒子或 粒子，变成另一种原子核的变化称为原子核的衰变(2)分类AA44衰变： ZX Z2 Y 2HeAA0衰变： ZX Z 1Y 1 e

9、(3) 半衰期：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间半衰期由原子核内部的因素决定，跟原子所处的物理、化学状态无关点拨：易错提醒1 半衰期是大量原子核衰变时的统计规律，对个别或少数原子核，无半衰期可言.2 原子核衰变时质量数守恒，核反应过程前、后质量发生变化质量亏损而释放出核能.知识点二：核反应和核能1.核反应在核物理学中， 原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程在核反应中， 质量数守恒，电荷数守恒2 核力核子间的作用力 核力是短程力， 作用范围在 1.5× 10 15 m 之内，只在相邻的核子间发生作用3 核能核子结合为原子核时释放的能量或原子核分解为核子时吸收的能量，叫做

10、原子核的结合能，亦称核能4 质能方程、质量亏损爱因斯坦质能方程 Emc2，原子核的质量必然比组成它的核子的质量和要小m，这就是质量亏损由质量亏损可求出释放的核能E mc2.【考点解析：重点突破】考点一：衰变和半衰期1.原子核衰变规律衰变类型衰变衰变衰变方程AA44A0ZXZ2Y2HeAZX Z 1Y 1e衰变实质2 个质子和 2 个中子结合成一个中子转化为质子和电子整体抛射出0211H 201n 24He01n11H 1e衰变规律电荷数守恒、质量数守恒、动量守恒学习必备精品知识点2.对半衰期的理解(1)根据半衰期的概念，可总结出公式1t/1)t/ N 余N 原() ， m 余 m 原 (22式

11、中 N 原 、 m 原 表示衰变前的放射性元素的原子核数和质量，N 余 、 m 余 表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子核数和质量，t 表示衰变时间， 表示半衰期(2) 影响因素：放射性元素衰变的快慢是由原子核内部因素决定的，跟原子所处的物理状态 (如温度、压强 )或化学状态 (如单质、化合物 )无关考点二：核反应方程的书写类型可控性核反应方程典例衰变衰变自发23892U 23490Th24He衰变自发23490Th 23491Pa 0 1e人工转变人工控制1441717N2 He8O1H(卢瑟福发现质子)42He94Be 126C10n(查德威克发现中子)27430113Al 2He15

12、P 0n1530P 1430Si 01e约里奥 居里夫妇发现放射性同位素，同时发现正电子重核裂变比较容易进行人工控制23592U114456Ba89 0n36Kr 301n23592U113654Xe900 n38Sr1001n轻核聚变目前无法控制12H 13H 24He01n规律总结(1) 核反应过程一般都是不可逆的，所以核反应方程只能用单向箭头表示反应方向，不能用等号连接(2) 核反应的生成物一定要以实验为基础，不能凭空只依据两个守恒规律杜撰出生成物来写核反应方程(3)核反应遵循质量数守恒而不是质量守恒；遵循电荷数守恒考点三：核能的产生和计算1.获得核能的途径(1) 重核裂变：重核俘获一个中子后分裂成为两个中等质量的核的反应过程重核裂变的同时放出几个中子， 并释放出大量核能 为了使铀 235 裂变时发生链式反应， 铀块的体积应大于它的临界体积(2) 轻核聚变：某些轻核结合成质量较大的核的反应过程，同时释放出大量的核能，要想使氘核和氚核合成氦核，必须达到几百万度以上的高温，因此聚变反应又叫热核反应2 核能的计算方法学习必备精品知识点(1)应用E2：先计算质量亏损m，注意m 的单位 1 u 1.66× 10