2013届高考一轮物理复习课件(人教版)：第十四章第2节 光电效应 原子结构 氢原子光谱

第十四章
第2节
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②α 粒子散射实验及实验结果是卢瑟福提出原子核 式结构的基础． 三、玻尔的原子模型 1．电子的轨道是⑩________的．电子在这些轨道上 绕核的运动是稳定的，不产生电磁辐射．(轨道量子化)
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2．原子的能量是⑪________的，电子在不同的轨道 上运动时， 原子处于不同的状态且具有不同的能量. 原子 中这些具有确定能量的稳定状态叫定态．能量最低的定 态叫做⑫________，其他的状态叫⑬________.(能量量子 化) 3． 电子从一种定态(设能量为 E 初)跃迁到另一种定态 (设能量为 E 终)时，它辐射(或吸收)一定频率的光子，光 子的能量由这两种定态的能量差决定，即⑭________.
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(1)能级图中的横线表示氢原子可能的能量状态—— 定态． (2)横线左端的数字“1,2,3„„”表示量子数，右端 的数字“－13.6，－3.4„„”表示氢原子的能级． (3)相邻横线间的距离，表示相邻的能级差，量子数 越大，相邻的能级差越小． (4)带箭头的竖线表示原子由较高能级向较低能级跃 迁，原子跃迁条件为：hν＝Em－En.
【答案】 hc hc (λ －λ) λ0 eλλ0 0
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二、氢原子光谱及氢原子的能级跃迁 规律方法
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1．原子光谱产生的机理：原子获得能量(可通过吸收 光子、 加热或与其它粒子碰撞)后处于高能级状态(不稳定 状态)，向低能级跃迁时，会以光子的形式释放出能量， 便产生了原子光谱，每一条光谱线都对应于一种频率的 光．每一种原子产生的光谱频率都是不相同的，氢原子 在可见光范围内产生四种频率的光谱．
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【重点提示】
(1)能否发生光电效应以及光电子的
最大初动能，由照射光的频率和金属的极限频率决定， 跟光的强弱无关，跟照射时间也无关． (2)光电流的饱和值或单位时间内产生的光电子数 目，由照射光的强度决定(对一定频率的照射光而言)．
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第十四章 第2节
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4．光电效应方程：根据能量守恒定律，金属表面的 电子吸收了光子的能量 hν 后，一部分用于克服逸出功 W0，剩余部分即为光电子的最大初动能： 1 2 mv ＝hν－考调研
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例 1
如下图所示是用光照射某种金属时逸出的光
3．金属的逸出功 W0：电子克服原子核引力逸出做 功的最小值叫金属的逸出功 W0. 4．光电效应方程：Ek＝hν－W0，hν 为电子吸收的 1 2 一个光子的能量，Ek 为光电子的最大初动能 Ek＝ mv . 2
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二、原子结构 1．电子的发现：1897 年，英国物理学家汤姆孙发现 了电子，明确电子是原子的组成部分，揭开了研究原子 结构的序幕．
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【解析】
c 设截止频率为 ν0，由 c＝λ0ν0 得 ν0＝ λ0
hc 所以 W＝hν0＝ λ0 当用波长为 λ(λ<λ0)的光照射该金属时会产生光电效 应即
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1 2 c mv ＝hλ－W 2 0 1 2 而 eU＝ mv0 2 hc 解得 U＝ (λ －λ) eλλ0 0
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2．光电效应规律 (1)存在截止频率(极限频率)： 当入射光频率低于某个 值时，不会产生光电效应，这一频率值叫截止频率．能 否发生光电效应，与入射光①________无关，与照射时 间②________.不同金属的截止频率③________.
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________________________________________ _______________________________________________ _______________________________________________ _______________________________________________ _______________________________________________
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例 2 入射光照射到某金属表面上发生光电效应， 若 入射光的强度减弱，而频率保持不变，那么( )
A． 从光照至金属表面上到发射出光电子之间的时间 将明显增加 B．逸出的光电子的最大初动能将减小 C． 单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少 D．有可能不发生光电效应
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2．截止频率与逸出功
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截止频率 ν0 是指金属产生光电效应的最小频率值； 而逸出功 W0 是金属中的电子克服原子核引力做功的最小 值．二者关系为 hν0＝W0.根据此式，由 ν0 可求 W0，或由 W0 可求 ν0. 3．遏止电压与最大初动能的关系 遏止电压 Uc 是使光电流减小到 0 的最小反向电压， 1 2 由动能定理有：eUc＝ mv 2
【答案】 AC
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题后反思
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(1)光电效应所涉及的题型一般分为两类：一类是对 光电效应规律的考查，要求考生熟记光电效应的四条规 律，尤其是对截止频率、光电子最大初动能与频率的关 系以及单位时间内产生的光电子数目或光电流与光强的 关系考查的最多；二是对光电效应方程式，遏止电压、 最大初动能、逸出功以及截止频率的有关计算的考查， 应对措施是加深对上述概念的理解，并结合能量守恒观 点来处理此类问题．
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选修 3－5
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动量
提示：选修部分请根据 教学要求选用！
原子结构和原子核
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第2节 光电效应
原子结构
氢原子光谱
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一、光电效应 1．光电效应现象：照射到金属表面的光，能使金属 中的电子从表面逸出的现象．光电效应现象证明光具有 粒子性．
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3．原子处于激发态是不稳定的，会自发地向基态或 其他较低能级跃迁．由于这种自发跃迁的随机性，一个 原子会有多种可能的跃迁．若是一群原子处于激发态， 则各种可能的跃迁都会发生，所以我们会同时得到该种 原子的全部光子种类．如一群处于量子数为 n 的激发态 氢原子，可能辐射出的光谱条数(即频率数)为 C2 . n
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四、氢原子的能级、能级公式 1．氢原子的能级 1 (1)氢原子的能级公式：En＝ 2E1(n＝1,2,3„„)，其 n 中 E1 为基态能量，E1＝－13.6 eV.
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2．氢原子的能级图：如下图所示
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2．氢原子从高能级(能量为 E1)向低能级(能量为 E2) 跃迁，会辐射出光子，光子的能量 hν＝E1－E2；反之， 原子从低能级吸收了光子的能量 hν 后向高能级跃迁，则 hν＝E1－E2.即辐射或吸收的光子能量一定等于原子的能 级差．
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②两条对应关系 光强→光子数目多→发射光电子多→光电流大； 光子频率高→光子能量大→产生光电子的最大初动 能大．
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跟踪训练 1 (2011· 课标大纲)在光电效应实验中，某 金属的截止频率相应的波长为 λ0 ，该金属的逸出功为 ________．若用波长为 λ(λ<λ0)的单色光做该实验，则其 遏止电压为________．已知电子的电荷量、真空中的光 速和普朗克常量分别为 e、c 和 h.
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例 3 如下图所示为氢原子最低的四个能级， 当氢原 子在这些能级间跃迁时：
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(1)最多可能放出________种能量的光子． (2)在哪两个能级间跃迁时，所放出光子波长最长？ 波长是多少？
则从金属逸出的光电子数目也越多，即逸出的光电子数 目跟照射光的强度成正比．故 C 正确．是否发生光电效 应由照射光的频率和金属的极限频率决定，而与光强无 关．D 错误．
【答案】 C
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题后反思 (1)牢固掌握光电效应的四条规律就可以对上述问题 迎刃而解． (2)光电效应的规律可从以下图示帮助掌握与记忆： ①两条线索
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①强弱 大 ⑦强弱
②无关 ⑧越多
③不同 ⑨越大
④频率
⑤频率
⑥增
⑩量子化
⑪量子化
⑫基态
⑬激发态
⑭hν＝E 初－E 终
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一、光电效应规律的应用 规律方法 1．在光照射下，从金属表面逸出的电子叫光电子， 光电子就是我们平常所说的电子；光子是一份能量，光 子的能量跟光的频率成正比，即 E＝hν.注意光电子与光 子是不同的．