高考物理专题(复习课件：专题(19)近代物理(22页)

1、1专题专题19 19 近代物理近代物理 考点考点70 70 光电效应光电效应 波粒二象性波粒二象性考点考点71 71 原子结构原子结构 氢原子光谱分析氢原子光谱分析 考点考点72 72 天然放射现象天然放射现象 核反应核反应 核能核能21. 光电效应现象中的几个概念光电效应现象中的几个概念(1) 光电效应：在光的照射下金属发射电子的现象叫做光电效应，发射出来的电子叫做光电子(2) 极限频率：能使某种金属发生光电效应的最小频率叫做该种金属的极限频率(3) 逸出功：电子从金属中逸出所需做功的最小值叫做该金属的逸出功(4) 遏止电压：使光电流减小到零的反向电压称为遏止电压(5) 光子说：在空间传播的

2、光不是连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光量子，简称光子，光子的能量Eh.2光电效应方程：EkhW0.Ek为光电子的最大初动能，为入射光的频率，W0为金属的逸出功考点考点70 70 光电效应光电效应 波粒二象性波粒二象性3考法考法1对光电效应相关知识点的考查对光电效应相关知识点的考查光电效应是证明光具有粒子性的一个典型现象，爱因斯坦的光量子理论成功地解释了光电效应现象及其规律在高考中，光电效应是高考的热点纵观近几年的高考，对光电效应的考查，几乎涵盖了课本中提到的所有现象和规律，包括对课本中插图的考查，解决这类问题需要掌握光电效应现象及其规律、理解光电效应曲线、熟练应用光电效应方程求解有关问

3、题考点考点70 光电效应光电效应 波粒二象性波粒二象性41对光电效应实验规律的考查对光电效应实验规律的考查(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，才能产生光电效应；低于这个频率的光不能产生光电效应所以判断光电效应是否发生应该比较题目中给出的入射光频率和对应金属的极限频率的大小(2) 光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随着入射光频率的增大而增大(3) 入射光照射到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过109 s.(4) 当入射光的频率大于极限频率时，光电流的强度与入射光的强度成正比考点考点70 光电效应光电效应 波粒二象性波粒二象性52对爱因斯坦光

4、电效应方程的考查对爱因斯坦光电效应方程的考查在光电效应中，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服金属的逸出功W0，剩下的表现为逸出后的电子的初动能方程EkhW0.式中W0为金属的逸出功，Ek为电子的最大初动能， .若金属极限频率为0，则金属的逸出功W0h0，爱因斯坦光电效应方程能解释光电效应现象规律考点考点70 光电效应光电效应 波粒二象性波粒二象性6考点考点70 光电效应光电效应 波粒二象性波粒二象性73光电效应实验光电效应实验光电效应是一个实验规律，利用光电管可作出光电流I与电压U的关系曲线，从金属板飞出的光电子到达阳极，回路中便产生光电流，如图所示电路，随着所加

5、正向电压的增大，光电流趋于一个饱和值，这个饱和值就是饱和光电流返回专题首页返回专题首页考点考点70 光电效应光电效应 波粒二象性波粒二象性8考点考点71 71 原子结构原子结构 氢原子氢原子光谱分析光谱分析1. 卢瑟福的核式结构学说：在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转2玻尔理论(三点假设)(1) 电子绕核运行的可能轨道是不连续的各可能轨道的半径rnr1/n2(n1，2，3，)，基态轨道半径为r1.(2) 原子只能处于一系列不连续的、稳定的能量状态(定态)，其总能量En(包括动能和电势能)与基态总能量的关系为EnE

6、1/n2(n1，2，3，)9(3) 原子在两个定态之间跃迁时，将辐射(或吸收)一定频率的光子，光子的能量为hE初E末若E初E末辐射光子，若E初E末吸收光子3氢原子的能级图：原子在各个定态时的能量值称为原子的能级它对应电子在各条可能轨道上运动时的能量En(包括动能和势能)EnE1/n2(n1，2，3，)，E1代表电子在第一条可能轨道上运动时的能量，E113.6 eV，如图为氢原子能级示意图的一部分考点考点71 原子结构原子结构 氢原子光谱分析氢原子光谱分析10考法考法2原子结构氢原子光谱分析原子结构氢原子光谱分析原子结构模型和玻尔理论是研究原子物理的基础，每年高考都会考查此方面的内容试题难度不大

7、，主要是直接考查考生的记忆和理解能力题目涉及对物理学史、原子的核式结构理论、粒子散射实验的实验结论的认识等知识，其中氢原子的能级和跃迁问题是高考对原子物理考查的重点解决该部分问题时要掌握以下要点、方法和技巧1原子的核式结构学说及对原子的核式结构学说及对粒子散射现象的解释粒子散射现象的解释(1) 粒子散射实验：用粒子轰击金箔，绝大多数粒子穿过金箔后仍沿原来方向前进；少数粒子却发生了较大的偏转；极少数粒子偏转角度超过了90；有的甚至被弹回，偏转角度几乎达到180.考点考点71 原子结构原子结构 氢原子光谱分析氢原子光谱分析11(2) 核式结构学说对散射现象的解释核式结构学说对散射现象的解释：由于原

8、子的全部正电荷都集中在原子核里，当粒子与核十分接近时，会受到很大的库仑斥力而发生大角度偏转；但因为原子内部大部分是空的，核又很小，所以粒子穿过原子时靠近核的机会很小，绝大多数粒子离核较远，受到的库仑斥力小，基本上沿直线前进，极少数粒子离核较近，发生大角度偏转2氢原子的能级跃迁问题氢原子的能级跃迁问题(1) 氢原子能量：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EnEknEpn.电子绕核做圆周运动由库仑力提供向心力， .考点考点71 原子结构原子结构 氢原子光谱分析氢原子光谱分析12电子的动能 .系统的电势能变化根据库仑力做功来判断

9、：靠近核，库仑力对电子做正功，系统电势能减小；远离核，库仑力对电子做负功，系统电势能增大(2) 氢原子在跃迁时辐射或吸收光子的频率或波长的计算：首先由能级的高低或轨道半径的大小确定是吸收还是放出光子，然后由玻尔理论EmEnh或EmEn ，求频率或波长.(3)辐射的光谱条数：一个氢原子核外只有一个电子，在一次跃迁时只能辐射或吸收一个光子，因而只能辐射或吸收某一特定频率的光谱一个氢原子处于量子数为n的激发态时，可辐射的光谱条数为Nn1；而一群氢原子处于量子数为n的激发态时，由于向各个低能级跃迁的可能性均存在，因此可辐射的光谱条数为 .考点考点71 原子结构原子结构 氢原子光谱分析氢原子光谱分析13

10、(4) 吸收能量的选择性用光子激发引起原子跃迁跟用电子碰撞引起原子跃迁不同若是在光子的激发下引起原子的跃迁，则要求光子的能量必须等于原子的某两个能级的能量差，能量不等于两能级的能量差的光子不能被原子吸收而使其发生跃迁；若是在电子的碰撞下引起原子的跃迁，则要求电子的能量必须大于或等于原子的某两个能级的能量差，大于该能量差的剩余部分保留为电子的动能若要使氢原子电离，只要光子能量大于或等于电离能即可，大于电离能的部分，成为逸出电子的初动能返回专题首页返回专题首页考点考点71 原子结构原子结构 氢原子光谱分析氢原子光谱分析14考点考点72 72 天然放射现象天然放射现象 核反应核反应 核能核能1. 四

11、种核反应四种核反应(1) 衰变：放射性元素的原子核自发放出某种粒子后变成新的原子核的变化衰变： 衰变： (2) 原子核的人工转变：原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程叫人工转变核反应(3) 裂变：一个重核分裂成两个中等质量的核的反应过程叫裂变(4) 聚变：两个轻核结合成质量较大的核的过程叫核的聚变152半衰期放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要的时间用T表示，即 (t表示经历的时间)半衰期由核内部本身因素决定，跟原子所处的物理状态或化学状态无关3质能方程(1) 一定的质量m总是跟一定的能量对应，即Emc2.(2) 核子在结合成原子核时的总质量减少了，相应的总能量也要减少，根据能量守恒定

12、律，减少的这部分能量不会凭空消失，它要在核子结合过程中释放出去，Emc2.考点考点72 天然放射现象天然放射现象 核反应核反应 核能核能16原子物理包括两大部分内容，原子结构和原子核前者研究原子核外电子的分布及跃迁规律，后者研究核的组成及其变化规律这部分内容是高考命题热点，高考题目几乎每年都有，多以选择题形式出现解决该部分问题时要掌握以下要点、方法和技巧考法考法3 3天然放射现象天然放射现象三种射线的成分和性质三种射线的成分和性质考点考点72 天然放射现象天然放射现象 核反应核反应 核能核能17考法考法4 4核反应类型及核反应方程的书写核反应类型及核反应方程的书写1四种核反应类型的区分与典例四

13、种核反应类型的区分与典例考点考点72 天然放射现象天然放射现象 核反应核反应 核能核能18考点考点72 天然放射现象天然放射现象 核反应核反应 核能核能192书写核反应方程注意事项书写核反应方程注意事项(1) 必须遵守电荷数守恒和质量数守恒规律，有的核反应方程还要考虑能量守恒定律(例如裂变和聚变方程常含能量项)；(2) 方程中的箭头()表示核反应进行的方向，不要把箭头写成等号；(3) 写核反应方程必须有实验依据，决不能毫无根据地编造3确定衰变次数的方法确定衰变次数的方法因为衰变对质量数无影响，先由质量数的改变确定衰变的次数，然后再根据衰变规律确定衰变的次数考点考点72 天然放射现象天然放射现象 核反应核反应 核能核能20考法考法5 5对质能方程的理解和应用对质能方程的理解和应用1应用质能方程解题的流程图应用质能方程解题的流程图考点考点72 天然放射现象天然放射现象 核反应核反应 核能核能212对质能方程的理解对质能方程的理解(1) 物体的质量包括静止质量和运动质量，质量亏损指的是静止质量的减少，减少的静止质量转化为和辐射能量有关的运动质量(2) 质量亏损并不是这部分质量消失或转变为能量，只是静止质量的减少(3) 在核反应中仍然遵循质量守恒定律和能量守恒定