高三物理 一轮复习 15.1光电效应 原子结构 氢原子光谱
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【Hale Waihona Puke 析】由放出的三种不同能量的光子的能量可知，跃迁
发生前这些原子分布在两个激发态，其中最高能级(n＝3)的能量 值是－13.6 eV＋12.09 eV＝－1.51 eV.
m.
②氢原子能级公式 1 En＝ n2 E1(n＝1,2,3，…)，其中E1为氢原子基态的能量值， 其数值为E1＝ －13.6eV .
③原子的最低能量状态为 基态 ，对应电子在离核最近的轨道 上运动；较高的能量状态称为 激发态 ，对应电子在离核较远的轨 道上运动．氢原子的能级图如图所示．
三、原子的跃迁与电离 原子跃迁时，不管是吸收还是辐射光子，光子的能量都必须 等于这两个能级的能量差．若想把处于某一定态上的原子的电子 电离出去，就需要给原子一定的能量，如基态原子电离(即上升到 n＝∞)，其电离能为13.6 eV，只要能量等于或大于13.6 eV的光子 都能使基态氢原子电离，只不过入射光子的能量越大，原子电离 后产生的自由电子具有的动能越大.
③跃迁假设：原子从一个能量状态向另一个能量状态跃迁时 要 辐射或吸收 一定频率的光子，光子的能量等于两个能级的能 量差，即hν＝Em－En(m>n)．
(2)氢原子的能级和轨道半径 ①氢原子轨道半径公式 rn ＝
n2 r1(n＝1,2,3，…)，其中r1为基态半径，也称为玻尔半
－10
径，其数值为r1＝ 0.53×10
选修3－5 第三章 原子结构
原子核
说考纲—分析考情知考向
考纲要求 1.氢原子光谱(Ⅰ) 2．氢原子的能级结构、能级公式(Ⅰ) 3．原子核的组成、放射性、原子核的衰 变、半衰期(Ⅰ) 4．放射性同位素(Ⅰ) 5．核力、核反应方程(Ⅰ) 6．结合能、质量亏损(Ⅰ) 7．裂变反应和聚变反应、裂变反应堆(Ⅰ) 8．射线的危害和防护(Ⅰ) 命题规律 (1)氢原子光谱、能级 的考查； (2)放射性元素的衰 变、核反应的考查； (3)质能方程、核反应 方程的计算； (4)与动量守恒定律相 结合的计算 复习策略 体会微观领域的 研究方法，从实 际出发，经分析 总结、提出假 设、建立模型， 在经过实验验 证，发现新的问 题，从而对假设 进行修正
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要点研析突破
答案试解: AD 解析:原子核相对原子来说极小,所以绝大多数 α 粒子不会和原子核发生碰 撞,直接沿原路前进,故在 A 处会看到大量闪光,A 项对;有少部分 α 粒子会和 原子核作用而使轨道偏转,所以在 B 处会看到少量闪光,B、C 两项错;只有 当 α 粒子与原子核距离非常近时才会使 α 粒子发生较大方向的偏转,而这种 几率极低,所以 D 项对. 感悟提升:α 粒子散射实验是得出原子模型结构的实验基础,对实验现象的 分析是建立卢瑟福原子核式结构模型的关键,通过观察 α 粒子散射实验这 一宏观上的探测,巧妙地、间接地构建出原子结构的微观因素.
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三、氢原子光谱
1 .氢原子光谱中的巴耳末系位于可见光区,它们的波长可以用公式
1 1 =R( 2 - 2 ), n=3,4,5,…来表示,其中 R=1. 10×107 m-1,叫做里德伯常量. 2 n
2 .氢原子的能级公式
1 En= 2 n
E1 (其中基态能量 E1=-13.6eV)
3 .电子的半径公式 rn=n2r1( 其中 r1=0.53×10-10m).(n=1 、2 、3 ……)
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二、玻尔的氢原子理论
1.能级:原子只能处于一系列不连续的能量状态中,具有确定能量的稳 定状态称为定态,也称为能级,原子处于最低能级的状态叫做基态,其他的状 态叫做激发态. 2.跃迁:当原子从某一能级(设能量为 Em)跃迁到另一能级(设能量为 En) 时,会辐射或吸收一定频率的光子,光子的能量为 E=|Em-En|=hν.(h 叫做普朗 克常量,h=6.63×10-34J· s) 3.轨道:原子的不同能量状态对应于电子的不同运行轨道,由于原子的 能量状态是不连续的,因此电子的轨道也是不连续的,即电子不能在任意半Байду номын сангаас径的轨道上运动. 4.局限性:虽然它能很好地解释氢原子光谱,但与其他原子的光谱不符 合.原因在于它一方面引入了量子假设,另一方面又应用了经典理论计算电 子轨道半径和能量,因此,玻尔理论在解释复杂的微观现象时遇到困难是必 然的.
2024年高考物理氢原子光谱知识点总结
2024年高考物理氢原子光谱知识点总结2024年高考物理考试的物理氢原子光谱知识点总结如下：1. 氢原子光谱的基本特点：氢原子光谱是由氢原子的电子在不同能级之间跃迁所产生的。
它具有明亮的谱线和离散的能级结构。
2. 氢原子的能级结构：氢原子的能级由一系列具有不同能量的能级组成，其中最低的能级为基态（n=1），其他能级称为激发态（n>1）。
每个能级都有特定的能量值和对应的主量子数n。
3. 氢原子光谱系列：氢原子光谱可分为巴尔末系列、帕维系列和布莱克曼系列。
巴尔末系列是电子从高能级(n>2)跃迁到第二能级(n=2)时产生的谱线，帕维系列是电子从n>3的能级跃迁到第三能级(n=3)时产生的谱线，布莱克曼系列是电子从n>4的能级跃迁到第四能级(n=4)时产生的谱线。
4. 氢原子的能级间距：氢原子的能级间距由公式∆E = -13.6eV/n^2计算，其中∆E为能级间距，n为主量子数。
不同的能级间距对应不同的能量和频率。
5. 能级跃迁和光谱线的产生：当氢原子的电子跃迁到较低能级时，从高能级到低能级的能量差将以光子的形式释放出来，产生光谱线。
光谱线的波长和频率与能级差有关，可由公式λ = c/f和E = hf 计算，其中λ为波长，c为光速，f为频率，E为能量，h为普朗克常数。
6. 波尔理论：根据波尔理论，氢原子电子的能量是量子化的，只能处于特定的能级，而不能连续地存在于任意能级。
波尔理论通过引入角动量量子化条件和能级跃迁的辐射条件，成功解释了氢原子光谱的特点。
7. 色散光谱的测量：色散光谱仪是测量光谱的常用仪器。
它利用透镜或棱镜对光进行分散，使不同波长的光线分离，从而观察到光谱线。
通常使用光栅或棱镜作为色散元件，将光线按波长进行分散。
总之，物理氢原子光谱是高考物理中的重要知识点，考生应熟练掌握氢原子能级结构、能级跃迁和光谱线的产生原理，以及氢原子光谱的测量方法和数学计算公式。
高考物理总复习第十五章 第1讲 光电效应、原子结构、氢原子光谱
2013-11-27
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五、光电效应方程 1．基本物理量． (1)光子的能量ε＝hν，其中h＝6.63×10－34 J· s(称为普朗 克常量)． (2)逸出功：使电子脱离某种金属所做功的最小值．
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(3)最大初动能． 发生光电效应时，金属表面上的电子吸收光子后克服原 子核的引力逸出时所具有动能的最大值． 2．光电效应方程． 爱因斯坦光电效应方程是根据能量守恒定律推导出来 的，描述的是光电子的最大初动能Ek跟入射光子的能量hν和 逸出功W之间的关系：Ek＝hν－W.
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6．氢原子光谱的实验规律． 1 巴耳末系是氢光谱在可见光区的谱线，其波长公式 λ ＝ 1 1 R( 2－ 2)(n＝3,4,5，„，R是里德伯常量，R＝1.10×107 m－ 2 n
1
)．
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三、玻尔理论、能级 1．玻尔原子模型． (1)轨道假设：原子中的电子在库仑引力的作用下，绕原 子核做圆周运动，电子绕核运动的轨道是稳定的． (2)定态假设：电子在不同的轨道上运动时，原子处于不 同的状态，因而具有不同的能量，即原子的能量是不连续 的．这些不同的状态叫定态．在各个定态中，原子是稳定 的，不向外辐射能量．
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四、光电效应 1．定义：在光的照射下从物体发射出电子的现象(发射 出的电子称为光电子)． 2．产生条件：入射光的频率大于极限频率．
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2019届高考物理一轮复习：原子结构氢原子光谱含解析
板块三限时规范特训时间：45分钟满分：100分一、选择题(本题共10小题，每小题8分，共80分。
其中1～6为单选，7～10为多选)1、根据经典电磁理论，从卢瑟福原子模型可以得到的结论是()A、原子十分稳定，原子光谱是连续谱B、原子十分稳定，原子光谱是线状谱C、原子很不稳定，原子光谱是连续谱D、原子很不稳定，原子光谱是线状谱答案 C解析按照经典电磁理论，加速运动的电子，要不断地向周围发射电磁波，发射的应该是连续谱，电子的能量不断减少，最后电子要落到原子核上，即原子不稳定，C正确。
2、对原子光谱，下列说法不正确的是()A、原子光谱是不连续的B、由于原子都是由原子核和电子组成的，所以各种原子的原子光谱是相同的C、由于各种原子的原子结构不同，所以各种原子的原子光谱也不相同D、分析物质发光的光谱，可以鉴别物质中含哪些元素答案 B解析原子光谱为线状谱，是不连续的，A正确；由于各种原子的原子结构不同，各种原子都有自己的特征谱线，B错误，C正确；根据各种原子的特征谱线，分析物质发光的光谱，可鉴别物质中含哪些元素，D正确。
3、氢原子从能量为E1的较高激发态跃迁到能量为E2的较低激发态，设真空中的光速为c，则()A、吸收光子的波长为c(E1－E2)hB、辐射光子的波长为c(E1－E2)hC、吸收光子的波长为ch E1－E2D、辐射光子的波长为ch E1－E2答案 D解析由玻尔理论的跃迁假设知，当氢原子由较高的能级向较低的能级跃迁时辐射光子，由关系式hν＝E1－E2得ν＝E1－E2h。
又有λ＝cν，故辐射光子的波长为λ＝chE1－E2，D选项正确。
4、[2017·湖南永州二模]如图所示，图甲为氢原子的能级图，图乙为氢原子的光谱。
已知谱线a是氢原子从n＝4的能级跃迁到n＝2能级时的辐射光，谱线b可能是氢原子在下列哪种跃迁情形时的辐射光()A、从n＝3的能级跃迁到n＝2的能级B、从n＝5的能级跃迁到n＝2的能级C、从n＝4的能级跃迁到n＝3的能级D、从n＝5的能级跃迁到n＝3的能级答案 B解析由题图乙可知，谱线a的波长大于谱线b的波长，所以a光的光子频率小于b光的光子频率，则b光的光子能量大于n＝4和n＝2间的能级差，分析可知A、C、D错误，B正确。
高考物理一轮复习讲义第十三章第讲原子结构氢原子光谱含答案
第1讲原子结构氢原子光谱板块一主干梳理·夯实基础【知识点1】氢原子光谱Ⅰ1．原子的核式结构(1)电子的发现：英国物理学家J.J.汤姆孙发现了电子。
(2)α粒子散射实验：1909～1911年，英国物理学家卢瑟福和他的助手进行了用α粒子轰击金箔的实验，实验发现绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，但有少数α粒子发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于90°，也就是说它们几乎被“撞”了回来。
(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。
2．光谱(1)光谱用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按波长展开，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巴耳末线系是氢原子光谱在可见光区的谱线，其波长公式1λ＝R⎝⎛⎭⎫122－1n2，(n＝3,4,5，…)，R是里德伯常量，R＝1.10×107 m－1，n为量子数。
【知识点2】氢原子的能级结构、能级公式Ⅰ1．玻尔理论(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，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两个定态的能量差决定，即hν＝E m－E n。
(h是普朗克常量，h＝6.63×10－34 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。
2．基态和激发态原子能量最低的状态叫基态，其他能量较高的状态叫激发态。
3．氢原子的能级图板块二考点细研·悟法培优考点1 氢原子能级图及原子跃迁[深化理解]1．能级图中相关量意义的说明氢原子的能级图如图所示。
完整版)高中物理光电效应知识点
完整版)高中物理光电效应知识点光电效应和氢原子光谱光电效应现象光电效应是指金属受到光照射后，会释放出电子的现象。
实验发现，金属有一个极限频率，只有入射光的频率大于这个极限频率才能发生光电效应。
而光电子的最大初动能与入射光的强度无关，而是随着入射光频率的增大而增大。
同时，大于极限频率的光照射金属时，光电流强度与入射光强度成正比。
但金属受到光照射时，光电子的发射一般不超过10^9/s。
光子说XXX提出了光子说，即空间传播的光不是连续的，而是由一个个光子组成。
光子的能量与光的频率成正比，可以用公式ε=hν来表示，其中h为普朗克常量，约为6.63×10^-34 XXX。
光电效应方程光电效应方程可以用hν=E_k+W或E_k=hν-W来表示。
金属中的电子吸收一个光子获得的能量是hν，这些能量的一部分用来克服金属的逸出功W，剩下的表现为逸出后电子的最大初动能E_k=mv^2/2.α粒子散射实验与核式结构模型XXX的α粒子散射实验装置可以用来研究原子的结构。
实验发现，绝大多数α粒子穿过金箔后仍然沿原来的方向前进，但少数α粒子发生了大角度偏转，极少数甚至被撞了回来。
这表明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。
氢原子光谱和玻尔理论光谱是用光栅或棱镜把光按波长展开，获得光的波长(频率)和强度分布的记录。
氢原子光谱的实验规律是巴耳末线系，其波长公式为λ=R(1/2^2-1/n^2)，其中R为XXX常量，n为量子数。
玻尔理论认为原子只能处于一系列不连续的能量状态中，这些状态称为定态。
在定态中，原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量。
当原子从一种定态跃迁到另一种定态时，会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。
的说明如下：n：主量子数，表示电子所处的能级，n越大，能级越高，电子离核越远。
l：角量子数，表示电子轨道的角动量大小，l取值为0到n-1.m：磁量子数，表示电子轨道在空间中的方向，取值为-l到l。
2019年度高三物理一轮复习练习：第十二章 第1讲 光电效应 原子结构 氢原子光谱 Word版含解析
配餐作业光电效应原子结构氢原子光谱A组·基础巩固题1、关于光电效应，下列表述正确的是()A、光照时间越长，光电流越大B、入射光频率大于极限频率时就能产生光电子C、入射光足够强，就可以有光电流D、不同的金属逸出功都是一样的解析光电流的大小与入射光的强度有关，与光照射的时间长短无关，故A项错误；发生光电效应的条件是入射光频率大于极限频率，故B项正确；能否发生光电效应与入射光的强度无关，入射光足够强，不一定能产生光电流，故C项错误；不同的金属逸出功是不同的，故D项错误。
答案 B2、卢瑟福利用α粒子轰击金箔的实验研究原子结构，正确反映实验结果的示意图是图中的()A、B、C、 D.解析本题考查学生对α粒子散射实验现象的定性认识。
由教材中讲述的实验现象可知，只有D项符合题意。
答案 D3、关于物质的波粒二象性，下列说法不正确的是()A、不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微粒都具有波粒二象性B、运动的微观粒子与光子一样，当它们通过一个小孔时，都没有特定的运动轨道C、波动性和粒子性，在宏观现象中是矛盾的、对立的，但在微观高速运动的现象中是统一的D、实物的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性解析光具有波粒二象性是微观世界具有的特殊规律，大量光子运动的规律表现出光的波动性，而单个光子的运动表现出光的粒子性。
光的波长越长，波动性越明显，光的频率越高，粒子性越明显。
而宏观物体的德布罗意波的波长太小，实际很难观察到波动性，不是不具有波粒二象性，D项错误。
答案D4、(多选)用极微弱的可见光做双缝干涉实验，随着时间的增加，在照相底片上先后出现如图甲、乙、丙所示的图像，则()A、图像甲表明光具有粒子性B、图像乙表明光具有波动性C、用紫外线观察不到类似的图像D、实验表明光是一种概率波解析图像甲曝光时间短，通过光子数很少，呈现粒子性。
图像乙曝光时间长，通过了大量光子，呈现波动性，故A、B项正确；同时也表明光波是一种概率波，故D项也正确；紫外线本质和可见光本质相同，也可以发生上述现象，故C项错误。
高考物理一轮复习：原子结构 氢原子光谱
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解析 原子光谱为线状谱，是不连续的，A 正确；由于各种原子的原 子结构不同，所以各种原子都有自己的特征谱线，B 错误，C 正确；根据 各种原子的特征谱线，分析物质发光的光谱，可鉴别物质中含哪些元素， D 正确．
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考点研析·互动提升
4. (多选)有关氢原子光谱的说法正确的是( BC ) A. 氢原子的发射光谱是连续谱 B. 氢原子光谱说明氢原子只发出特定频率的光 C. 氢原子光谱说明氢原子能级是分立的 D. 氢原子光谱线的频率与氢原子能级的能量差无关
(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___．
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考点研析·互动提升
2. 几个概念 (1)能级：在玻尔理论中，原子的能量是量子化的，这些量子化的能量值， 叫做能级． (2)基态：原子能量__最__低____的状态． (3)激发态：在原子能量状态中除基态之外的其他的状态． (4)量子数：原子的状态是不连续的，用于表示原子状态的__正__整__数_____．
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解析 由于氢原子的轨道是不连续的，而氢原子在不同的轨道上的能级 En ＝n12E1，故氢原子的能级是不连续的，即分立的，故 C 正确；当氢原子从 较高轨道第 n 能级跃迁到较低轨道第 m 能级时，发射的光子的能量为 E＝ En－Em＝n12E1－m12E1＝mn22－mn2 2E1＝hν，显然 n、m 的取值不同，发射光子 的频率就不同，故氢原子光谱线的频率与氢原子能级的能量差有关，故 D 错误；由于氢原子发射的光子的能量 E＝mn22－mn2 2E1，所以发射的光子的能 量值 E 是不连续的，只能是一些特殊频率的，故 A 错误，B 正确．
天津2021届高考物理一轮章节复习精讲精练之光电效应 氢原子光谱Word版含答案
第十三章第2讲光电效应氢原子光谱一、选择题(本大题共10小题，每小题7分，共70分．)1．(2011·天津高考)下列能揭示原子具有核式结构的试验是()A．光电效应试验B．伦琴射线的发觉C．α粒子散射试验D．氢原子光谱的发觉【解析】光电效应试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α粒子散射试验建立了原子的核式结构模型，故C正确．氢原子光谱的发觉说明原子光谱是不连续的，故D错误．【答案】 C2.(多选)(2021·广东省十校联考)图13－2－12是某金属在光的照射下，光电子最大初动能E k与入射光频率ν的关系图象，由图象可知：图13－2－12A．该金属的逸出功等于EB．该金属的逸出功等于hν0C．入射光的频率为2ν0时，产生的光电子的最大初动能为2ED．入射光的频率为ν0/2时，产生的光电子的最大初动能为E/2【解析】依据爱因斯坦光电效应方程，结合题给光电子最大初动能E k与入射光频率ν的关系图象知，该金属的逸出功等于E，等于hν0，选项A、B正确．入射光的频率为2ν0时，产生的光电子的最大初动能为E，入射光的频率为ν0/2时，不能产生光电效应，选项C、D错误．【答案】AB3．(2022·甘肃省兰州市诊断考试)在氢原子光谱中，电子从较高能级跃迁到n ＝2能级发出的谱线属于巴尔末系．若一群氢原子自发跃迁时发出的谱线中只有两条属于巴尔末系，则这群氢原子自发跃迁时最多可能发出多少条不同频率的谱线()A．2B．5 C．4D．6【解析】自发跃迁时发出的谱线中只有两条属于巴尔末系，可得是n＝4能级发出的，由n(n－1)2知有6条谱线．【答案】 D4．(2022·北京高考)一个氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级，该氢原子() A．放出光子，能量增加B．放出光子，能量削减C．吸取光子，能量增加D．吸取光子，能量削减【解析】氢原子从高能级向低能级跃迁时，放出光子，能量削减，故选项B 正确，选项A、C、D错误．【答案】 B5.(2022·江苏高考)如图13－2－12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()图13－2－13【解析】由能级图及E n－E m＝hν知，E3－E1＞E2－E1＞E3－E2即νa＞νc＞νb，又λ＝cν，知λa＜λc＜λb，所以图C正确．【答案】 C6．(2022·陕西西安八校联考)氦原子被电离出一个核外电子，形成类氢结构的氦离子，已知基态的氦离子能量为E1＝－54.4 eV，氦离子的能级示意图如图13－2－14所示，在具有下列能量的光子或者电子中，不能被基态氦离子吸取而发生跃迁的是()图13－2－14A．42.8 eV(光子)B．43.2 eV(电子)C．41.0 eV(电子) D．54.4 eV(光子)【解析】由于光子能量不行分，因此只有能量恰好等于两能级差的光子才能被氦离子吸取，故A项中光子不能被吸取，D项中光子能被吸取；而实物粒子(如电子)只要能量不小于两能级差，均可能被氦离子吸取而发生跃迁，故B、C两项中电子均能被吸取．【答案】 A7．(2011·四川高考)氢原子从能级m跃迁到能级n时辐射红光的频率为ν1，从能级n跃迁到能级k时吸取紫光的频率为ν2，已知普朗克常量为h，若氢原子从能级k跃迁到能级m，则()A．吸取光子的能量为hν1＋hν2B．辐射光子的能量为hν1＋hν2C．吸取光子的能量为hν2－hν1D．辐射光子的能量为hν2－hν1【解析】由题意可知：E m－E n＝hν1，E k－E n＝hν2.由于紫光的频率大于红光的频率，所以ν2>ν1，即k能级的能量大于m能级的能量，氢原子从能级k跃迁到能级m时向外辐射能量，其值为E k－E m＝hν2－hν1，故只有D项正确．【答案】 D8．(2010·重庆高考)氢原子部分能级的示意图如图13－2－15所示．不同色光的光子能量如下表所示．色光红橙黄绿蓝－靛紫光子能量范围(eV)1.61～2．002.00～2．072.07～2．142.14～2．532.53～2．762.76～3．10图13－2－15处于某激发态的氢原子，放射的光的谱线在可见光范围内仅有2条，其颜色分别为( )A ．红、蓝－靛B ．黄、绿C ．红、紫D ．蓝－靛、紫【解析】 原子发光时间子的能量等于原子能级差，先分别计算不同能级的能级差，再由小到大排序．结合可见光的光子能量表可知，有两个能量分别为1.89 eV 和2.55 eV 的光子属于可见光．并且属于红光和蓝－靛的范围，故答案为A.【答案】 A9．(2011·新课标全国高考)已知氢原子的基态能量为E 1，激发态能量E n ＝E 1/n 2，其中n ＝2,3…用h 表示普朗克常量，c 表示真空中的光速．能使氢原子从第一激发态电离的光子的最大波长为( )A ．－4hc3E 1B ．－2hc E 1C ．－4hc E 1D ．－9hcE 1【解析】 处于第一激发态时n ＝2，故其能量E 2＝E 14，电离时吸取的能量ΔE ＝0－E 2＝－E 14，而光子能量ΔE ＝hc λ，则解得λ＝－4hcE 1，故C 正确，A 、B 、D 均错．【答案】 C10.(多选)(2021·贵州六校联考)如图13－2－16甲是氢原子的能级图，对于一群处于n ＝4的氢原子，下列说法中正确的是( )图13－2－16A ．这群氢原子能够吸取任意能量的光子后向更高能级跃迁B ．这群氢原子能够发出6种不同频率的光C ．这群氢原子发出的光子中，能量最大的为10.2 eVD ．假如发出的光中只有两种能使某金属产生光电效应，其中一种肯定是由n ＝3能级跃迁到n ＝1能级发出的E ．从n ＝4能级跃迁到n ＝3能级发出的光的波长最长【解析】 解决本题的关键是把握发生光电效应的条件，以及知道能级间跃迁时，哪个能级间跃迁发出的光子能量最大，哪个能级间跃迁发出的光子能量最小．处于n ＝4激发态的大量氢原子跃迁时，最多发出的光子种数为C 24＝6，发出光的能量越小，频率越低，波长越长．【答案】 BDE二、非选择题(本大题共2小题，共30分．计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位．)11．(14分)(2021·山东省淄博市试验中学期末)氢原子基态能量E 1＝－13.6 eV ，电子绕核做圆周运动的半径r 1＝0.53×10－10 m ．求氢原子处于n ＝4的激发态时：(1)原子系统具有的能量？(2)电子在n ＝4轨道上运动的动能？(已知能量关系E n ＝1n 2E 1，半径关系r n ＝n 2r 1，k ＝9.0×109 N·m 2/C 2)【解析】 (1)E 4＝E 142＝－0.85 eV . (2)由于r 4＝42r 1 k e 2r 24＝m v 2r 4所以，E k4＝12m v 2＝ke 232r 1＝9×109×(1.6×10－19)232×0.53×10－10 J ＝0.85 eV . 【答案】 (1)－0.85 eV (2)0.85 eV12．(16分)如图13－2－17所示是做光电效应试验的装置简图．在抽成真空的玻璃管内，K 为阴极(用金属铯制成，发生光电效应的逸出功为1.9 eV)，A 为阳极．在a 、b 间不接任何电．用频率为ν(高于铯的极限频率)的单色光照射阴极K ，会发现电流表指针有偏转．这时，若在a 、b 间接入直流电，a 接正极，b 接负极，并使a 、b 间电压从零开头渐渐增大，发觉当电压表的示数增大到2.1 V 时，电流表的示数刚好减小到零．求：图13－2－17(1)a 、b 间未接直流电时，通过电流表的电流方向． (2)从阴极K 发出的光电子的最大初动能E k 是多少？ (3)入射的单色光的频率是多少？【解析】 (1)光电子由K 向A 定向移动，电流方向与电子定向移动方向相反，故光电流由A 流向K ，因此通过电流表的电流方向从下向上．(2)由题意当电压表的示数增大到2.1 V 时，电流表的示数刚好减小到零．即当电压为2.1 V 时，具有最大初动能的电子刚好不能到达A 板．据此对该电子应用动能定理有：E k ＝Ue 得最大初动能为E k ＝2.1 eV ＝3.36×10－19 J (3)由光电效应方程：E k ＝hν－W 得v ＝9.66×1014 Hz【答案】 (1)从下向上 (2)3.36×10－19 J (3)9.66×1014 Hz。
2024年高考物理氢原子光谱知识点总结
2024年高考物理氢原子光谱知识点总结（按照篇幅无法包含全部知识点，以下为知识点的一部分）：一、氢原子的构造1. 氢原子由一个质子和一个电子组成，其中质子位于原子核中，电子绕原子核运动。
2. 氢原子的电子可处于不同能级中，能级越高，电子的能量越大。
3. 氢原子的能级由量子数n来表示，常用的能级有n=1，n=2，n=3等等。
4. 氢原子的能级之间存在能级差，能级差越大，跃迁时释放的光子能量越大。
二、氢原子光谱的发现和分类1. 1885年，巴尔末发现了氢原子的光谱，包括可见光和紫外线光谱。
2. 根据光谱线的特征，氢光谱可分为巴尔末系列、帕邢-朗默尔系列和博尔系列。
3. 巴尔末系列主要包括Hα线、Hβ线、Hγ线等，属于可见光谱。
4. 帕邢-朗默尔系列主要包括Hα线以下的一系列红外线，属于红外光谱。
5. 博尔系列主要包括Hα线以上的一系列紫外线，属于紫外光谱。
三、巴尔末系列1. 巴尔末系列的光谱线可用巴尔末公式来计算：1/λ=R(1/n1^2-1/n2^2)；其中，1/λ为波数，R为里德伯常量，n1和n2为两个正整数。
四、帕邢-朗默尔系列1. 帕邢-朗默尔系列的光谱线主要分布在红外区域，无法用目视观察。
2. 帕邢-朗默尔系列的光谱线可以用帕邢公式计算：1/λ=R(1/n_f^2-1/n_i^2)；其中，1/λ为波数，R为里德伯常量，n_f和n_i为两个正整数，n_f<n_i。
五、博尔系列1. 博尔系列的光谱线主要分布在紫外区域，需要使用紫外光谱仪观察。
2. 博尔系列的光谱线可以用博尔公式计算：1/λ=R(1/n_f^2-1/n_i^2)；其中，1/λ为波数，R为里德伯常量，n_f和n_i为两个正整数，n_f<n_i。
六、氢原子光谱的应用1. 氢原子光谱被广泛应用于天文学、能级结构研究等领域。
2. 氢原子光谱线的测量可以用来确定天体的距离和速度。
3. 氢原子光谱的特征可以用来研究原子的能级结构及量子力学现象。
高考物理一轮复习 142光电效应 原子结构 氢原子光谱课件
诱思启导 (1)电路中光电管所加电压是正向电压，还是反向电压？遏 止电压与最大初动能有何关系？ (2)电流计示数为 0 说明了什么问题？增大入射光强度，会 使初动能增加吗？
第二置时电流计的读数恰好为零，读 出此时电压表的示数为 U＝6.0 V，由动能定理，得 eU＝Ek； 由爱因斯坦光电效应方程，Ek＝hν－W0，而 hν＝10.5 eV，解 得逸出功 W0＝4.5 eV.此时光电子的初动能 Ek 全部用于克服电 场力做功，刚好不能到达阳极 A，若增大入射光强度，并不能 使初动能增加，只是增加了光电子数目，并不能使它们到达阳 极 A，故光电流为零．
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②实验结果：绝大多数 α 粒子穿过金箔后基本上仍沿原来 的方向前进，但是有少数 α 粒子发生较大偏转，极少数 α 粒子 偏转角度超过 90°，甚至达到 180°.
(2)原子的核式结构： ①在原子中心有一个很小的核叫原子核，原子全部的正电 荷和几乎全部质量都集中在原子核上，带负电的电子在核外空 间绕核高速旋转． 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．
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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电子的
最大初动能随入射光频率的变化图线，普朗克常量 h＝6.63×10
－34 J·s，由图可知
()
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A．该金属的极限频率为 4.27×1014Hz B．该金属的极限频率为 5.5×1014Hz C．该图线的斜率表示普朗克常量 D．该金属的逸出功为 0.5 eV
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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，由动能 定理，有 eUc＝12mv2. 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． 12mv2＝hν－W0.
【3年高考】(新课标)2016版高考物理大一轮复习 第十五章 第1讲 光电效应 原子结构 氢原子光谱
【3年高考】（新课标）2016版高考物理大一轮复习第十五章第1讲光电效应原子结构氢原子光谱练习1.[2014江苏单科,12C(1)]已知钙和钾的截止频率分别为×1014Hz和×1014Hz,在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应,比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子,钙逸出的光电子具有较大的。
A.波长B.频率C.能量D.动量2.(2014广东理综,18,6分)(多选)在光电效应实验中,用频率为ν的光照射光电管阴极,发生了光电效应,下列说法正确的是( )A.增大入射光的强度,光电流增大B.减小入射光的强度,光电效应现象消失C.改用频率小于ν的光照射,一定不发生光电效应D.改用频率大于ν的光照射,光电子的最大初动能变大3.(2014天津理综,6,6分)(多选)下列说法正确的是( )A.玻尔对氢原子光谱的研究导致原子的核式结构模型的建立B.可利用某些物质在紫外线照射下发出荧光来设计防伪措施C.天然放射现象中产生的射线都能在电场或磁场中发生偏转D.观察者与波源互相远离时接收到波的频率与波源频率不同4.(2013天津理综,1,6分)下列说法正确的是( )A.原子核发生衰变时要遵守电荷守恒和质量守恒的规律B.α射线、β射线、γ射线都是高速运动的带电粒子流C.氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子D.发生光电效应时光电子的动能只与入射光的强度有关5.[2012福建理综,29(1),6分]关于近代物理,下列说法正确的是( )A.α射线是高速运动的氦原子B.核聚变反应方程HHHen中n表示质子C.从金属表面逸出的光电子的最大初动能与照射光的频率成正比D.玻尔将量子观念引入原子领域,其理论能够解释氢原子光谱的特征6.(2011广东理综,18,6分)(多选)光电效应实验中,下列表述正确的是( )A.光照时间越长光电流越大B.入射光足够强就可以有光电流C.遏止电压与入射光的频率有关D.入射光频率大于极限频率才能产生光电子7.(2012北京理综,13,6分)一个氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级,该氢原子( )A.放出光子,能量增加B.放出光子,能量减少C.吸收光子,能量增加D.吸收光子,能量减少8.(2012四川理综,17,6分)如图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9.(2013北京理综,20,6分)以往我们认识的光电效应是单光子光电效应,即一个电子在极短时间内只能吸收到一个光子而从金属表面逸出。
2019年度高三物理一轮复习练习：第十二章 第1讲 光电效应 原子结构 氢原子光谱 Word版含解析
配餐作业光电效应原子结构氢原子光谱A组·基础巩固题1．关于光电效应，下列表述正确的是()A．光照时间越长，光电流越大B．入射光频率大于极限频率时就能产生光电子C．入射光足够强，就可以有光电流D．不同的金属逸出功都是一样的解析光电流的大小与入射光的强度有关，与光照射的时间长短无关，故A项错误；发生光电效应的条件是入射光频率大于极限频率，故B项正确；能否发生光电效应与入射光的强度无关，入射光足够强，不一定能产生光电流，故C项错误；不同的金属逸出功是不同的，故D项错误。
答案 B2．卢瑟福利用α粒子轰击金箔的实验研究原子结构，正确反映实验结果的示意图是图中的()A．B．C． D.解析本题考查学生对α粒子散射实验现象的定性认识。
由教材中讲述的实验现象可知，只有D项符合题意。
答案 D3．关于物质的波粒二象性，下列说法不正确的是()A．不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微粒都具有波粒二象性B．运动的微观粒子与光子一样，当它们通过一个小孔时，都没有特定的运动轨道C．波动性和粒子性，在宏观现象中是矛盾的、对立的，但在微观高速运动的现象中是统一的D．实物的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性解析光具有波粒二象性是微观世界具有的特殊规律，大量光子运动的规律表现出光的波动性，而单个光子的运动表现出光的粒子性。
光的波长越长，波动性越明显，光的频率越高，粒子性越明显。
而宏观物体的德布罗意波的波长太小，实际很难观察到波动性，不是不具有波粒二象性，D项错误。
答案D4．(多选)用极微弱的可见光做双缝干涉实验，随着时间的增加，在照相底片上先后出现如图甲、乙、丙所示的图像，则()A．图像甲表明光具有粒子性B．图像乙表明光具有波动性C．用紫外线观察不到类似的图像D．实验表明光是一种概率波解析图像甲曝光时间短，通过光子数很少，呈现粒子性。
图像乙曝光时间长，通过了大量光子，呈现波动性，故A、B项正确；同时也表明光波是一种概率波，故D项也正确；紫外线本质和可见光本质相同，也可以发生上述现象，故C项错误。
高考物理一轮总复习 专题十二 第1讲 光电效应 原子结构课件
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2．卢瑟福的核式结构(jiégòu)模型
(1)α粒子散射(sǎnshè)实验装置：如图 12－1－2 所示．
图 12－1－2
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(2)α粒子散射实验规律及卢瑟福对实验现象(xiànxiàng)的分析.
实验规律
卢瑟福的分析
3.5 eV，选项 B 正确．
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考点(kǎo 卢di瑟ǎn福)核2式结构(jiégòu)模型 1．汤姆生的“枣糕”模型
汤姆生 揭开了(1)人18类97研年究__原__子__结__构发的现序电幕子，．提出(tí chū)原子的“枣糕”模型，
(2)“枣糕”模型：原子是一个球体，正电荷___均__匀_分布在
射去，如图 57 所示，可知α粒子接近核
时故，克选服项电场B力、做功C，其错动误能减(c小u，ò电wù)．
势能增加答；当案α粒(d子á远离àn原)子：核D时，电
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图 57
6．(2010 年上海卷)卢瑟福提出了原子(yuánzǐ)的核式结构模型，这
一模型建立的基础(jīchǔ)是A( ) A．α粒子散射实验
低能级跃迁时，能够(nénggòu)从金属钾的表面打出光电子的光波共有
结果保留(bǎoliú)两位有效数字B)( )
A．5.5×1014 Hz
B．7.9×1014 Hz
C．9.8×1014 Hz
D．1.2×1015 Hz
解析：根据光电效应方程 Ekm＝hν－W0，在恰好发生光电 效应时最大初动能为 0 时，有 hν0＝W0，且 c＝λν，综合化简得 ν0＝cλ－Ehkm＝7.9×1014 Hz，选项 B 正确．
高三物理一轮复习 15.1光电效应 原子结构 氢原子光谱开卷速查
选修3－5 第十五章开卷速查(四十五) 光电效应原子结构氢原子光谱说明提示本试卷共三部分A组基础巩固B组能力提升C组难点突破试卷满分：100分考试时间：45分钟1．(多选题)(2014·广东卷)在光电效应实验中，用频率为ν的光照射光电管阴极，发生了光电效应．下列说法正确的是( )A．增大入射光的强度，光电流增大B．减小入射光的强度，光电效应现象消失C．改用频率小于ν的光照射，一定不发生光电效应D．改用频率大于ν的光照射，光电子的最大初动能变大解析：根据光电效应规律可知，增大入射光的强度，光电流增大，A项正确；减小入射光的强度，光电流减小，光电效应现象并不消失，B项错误；改用小于ν的入射光照射，如果入射光的频率仍然大于光电管阴极材料的极限频率，仍能发生光电效应，C项错误；由爱因斯坦光电效应方程可知，增大入射光的频率，光电子的最大初动能增大，D项正确．答案：AD2．卢瑟福利用α粒子轰击金箔的实验研究原子结构，正确反映实验结果的示意图是图45－1中的( )A B C D图45－1解析：本题考查学生对α粒子散射实验现象的定性认识．由教材中讲述的实验现象可知，只有D选项符合．答案：D3．氢原子放出一个光子后，根据玻尔理论，氢原子的( )A ．核外电子的电势能增大B ．核外电子的动能增大C ．核外电子的转动周期变大D ．氢原子能量增大解析：据玻尔理论，氢原子由能量较高的定态跃迁到能量较低的定态才辐射出光子，反之会吸收光子，所以D 错误．据玻尔理论，氢原子放出一个光子后，核外电子进入低能级轨道运行，半径变小，由k e 2r 2＝m v 2r知，随r 变小，电子线速度变大，电子的动能增大，所以B 正确．由T ＝2πrv知，r 变小，线速度v 变大，所以T 变小，C 错误．当电子由半径大的轨道跃迁到半径小的轨道时，电场力做正功，所以电子电势能变小，A 错误． 答案：B4．用波长为2.0×10－7m 的紫外线照射钨的表面，释放出来的光电子中最大的动能是4.7×10－19J.由此可知，钨的极限频率是(普朗克常量h ＝6.63×10－34J·s，光速c ＝3.0×108m/s ，结果取两位有效数字)( )A ．5.5×1014Hz B ．7.9×1014Hz C ．9.8×1014HzD ．1.2×1015Hz解析：本题考查光电效应方程，意在考查考生对光电效应方程E k ＝hν－W 逸的理解，并能应用光电效应方程求解极限频率．由光电效应方程E k ＝hν－W 逸，而W 逸＝hν0，ν＝cλ，所以钨的极限频率ν0＝c λ－E k h＝7.9×1014Hz ，选项B 正确．答案：B图45－25．(多选题)用同一光电管研究a 、b 两种单色光产生的光电效应，得到光电流I 与光电管两极间所加电压U 的关系如图45－2，则这两种光( )A ．照射该光电管时a 光使其逸出的光电子最大初动能大B ．从同种玻璃射入空气发生全反射时，a 光的临界角大C ．通过同一装置发生双缝干涉，a 光的相邻条纹间距大D ．通过同一玻璃三棱镜时，a 光的偏折程度大解析：由E ＝hν知，光的频率是光电子最大初动能的决定因素，a 光的频率小，折射率小，临界角大，在光的干涉实验中，若保持双缝间距离、缝与屏间距离都不变，用b 光和a 光分别做实验得出的干涉条纹，可以看出b 光的条纹间隔比a 光的小，B 、C 正确．答案：BC6．“约瑟夫森结”由超导体和绝缘体制成．若在结两端加恒定电压U ，则它会辐射频率为ν的电磁波，且ν与U 成正比，即ν＝kU .已知比例系数k 仅与元电荷e 的2倍和普朗克常量h 有关．你可能不了解此现象的机理，但仍可运用物理学中常用的方法，在下列选项中，推理判断比例系数k 的值可能为( )A.h2eB.2ehC ．2heD.12he解析：由ν＝kU ，又题目中提到元电荷e 和普朗克常量h ，可联想到能量，即列出相关等式qU＝hν，进而比较ν＝kU ，得出k ＝q h，再结合题意可知，k ＝2eh，故选项B 对．答案：B7．(多选题)在单缝衍射实验中，中央亮纹的光强占从单缝射入的整个光强的95%以上．假设现在只让一个光子通过单缝，那么该光子( )A ．一定落在中央亮纹处B ．可能落在其他亮纹处C ．不可能落在暗纹处D ．落在中央亮纹处的可能性最大解析：根据光的概率波的概念，对于一个光子通过单缝落在何处是不可确定的，但概率最大的是落在中央亮纹处，可达95%以上．当然也可落在其他亮纹处，还可能落在暗纹处，不过，落在暗纹处的概率很小，故B 、D 正确．答案：BDB 组 能力提升8．如图45－3所示，若x 轴表示时间，y 轴表示位置，则该图象反映了某质点做匀速直线运动时，图45－3位置与时间的关系．若令x 轴和y 轴分别表示其他的物理量，则该图象又可以反映在某种情况下，相应的物理量之间的关系．下列说法中正确的是( )A ．若x 轴表示时间，y 轴表示动能，则该图象可以反映某物体受恒定合外力作用做直线运动过程中，物体动能与时间的关系B ．若x 轴表示频率，y 轴表示动能，则该图象可以反映光电效应中，光电子最大初动能与入射光频率之间的关系C ．若x 轴表示时间，y 轴表示动量，则该图象可以反映某物体在沿运动方向的恒定合外力作用下，物体动量与时间的关系D ．若x 轴表示时间，y 轴表示感应电动势，则该图象可以反映静置于磁场中的某闭合回路，当磁感应强度随时间均匀增大时，闭合回路的感应电动势与时间的关系解析：本题考查动能定理、爱因斯坦光电效应方程、动量定理、法拉第电磁感应定律中的物理图象．根据动能定理和匀速直线运动规律得：E k ＝F 合·12at 2，选项A 错；根据爱因斯坦光电效应方程得：E k ＝hν－W ，选项B 错；根据动量定理，p －p 0＝F 合t ，选项C 正确；根据法拉第电磁感应定律得：E ＝ΔΦΔt，故项D 错误． 答案：C9．在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线(甲光、乙光、丙光)，如图45－4所示．则可判断出( )图45－4A ．甲光的频率大于乙光的频率B．乙光的波长大于丙光的波长C．乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率D．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能解析：本题考查光电效应的有关知识，要求学生对光电效应有深刻的理解．由题图可知，丙光的最大电流小于甲光和乙光的最大电流，说明逸出的电子数目最少，即丙光的强度最小．由题图说明丙光对应的光电子的初动能最大，即丙光的频率最高(波长最小)，B项正确，D项错误；甲光和乙光的频率相同，A项错误；由于是同一光电管，所以乙光、丙光截止频率是一样的，C项错误．答案：B10.图45－5如图45－5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：根据E m－E n＝hν＝h cλ可得λ＝hcE m－E n，则从n＝4能级跃迁到n＝3能级比从n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射出的电磁波的波长要长，故A选项正确；由于电磁波在空气中的传播速度都是相同的，接近光速，故B选项错误；根据氢原子的电子云图可知，处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是不一样的，故C选项错误；从高能级向低能级跃迁时，原子一定向外以光子的形式释放能量，故D选项错误．答案：A11．紫外线照射一些物质时，会发生荧光效应，即物质发出可见光，这些物质中的原子先后发生两次跃迁，其能量变化分别为ΔE1和ΔE2，下列关于原子这两次跃迁的说法中正确的是( ) A．两次均向高能级跃迁，且|ΔE1|＞|ΔE2|B．两次均向低能级跃迁，且|ΔE1|＜|ΔE2|C．先向高能级跃迁，再向低能级跃迁，且|ΔE1|＜|ΔE2|D ．先向高能级跃迁，再向低能级跃迁，且|ΔE 1|＞|ΔE 2|解析：原子吸收紫外线，使原子由低能级向高能级跃迁，吸收|ΔE 1|，再由高能级向低能级跃迁，放出可见光，紫外线光子能量大于可见光，故|ΔE 1|＞|ΔE 2|，D 正确．答案：D12．氢原子在基态时轨道半径r 1＝0.53×10－10m ，能量E 1＝－13.6 eV.求氢原子处于基态时：(1)电子的动能． (2)原子的电势能．(3)用波长是多少的光照射可使其电离？解析：(1)设处于基态的氢原子核外电子速度为v 1，则：k ·e 2r 21＝mv 21r 1，故电子动能E k1＝12mv 21＝ke22r 1＝9×109× 1.6×10－1922×0.53×10－10×1.6×10－19 eV ＝13.6 eV.(2)E 1＝E k1＋E p1，故E p1＝E 1－E k1＝－13.6 eV －13.6 eV ＝－27.2 eV. (3)设用波长λ的光照射可使氢原子电离：hcλ＝0－E 1， λ＝－hc E 1＝－6.63×10－34×3×108－13.6×1.6×10－19 m＝0.914 1×10－7m.答案：(1)13.6 eV (2)－27.2 eV (3)0.914 1×10－7 m13．氢原子处于基态时，原子的能量为E 1＝－13.6 eV ，当处于n ＝3的激发态时，能量为E 3＝－1.51 eV ，则：(1)当氢原子从n ＝3的激发态跃迁到n ＝1的基态时，向外辐射的光子的波长是多少？ (2)若要使处于基态的氢原子电离，至少要用多大频率的电磁波照射原子？(3)若有大量的氢原子处于n ＝3的激发态，则在跃迁过程中可能释放出几种不同频率的光子？ 解析：(1)由跃迁公式得：hν＝E 3－E 1①ν＝c λ②由①②代入数据得：λ＝1.03×10－7m. (2)若要将基态原子电离：hν＝0－E 1， 代入数据得ν＝3.3×1015Hz.(3)光子种数N＝C23＝3×3－12＝3种．答案：(1)1.03×10－7m (2)3.3×1015 Hz (3)3种C组难点突破14．(多选题)氢原子的能级图如图45－6所示，处于n＝3激发态的大量氢原子向基态跃迁时所图45－6放出的光子中，只有一种光子不能使某金属A产生光电效应，则下列说法正确的是( ) A．不能使金属A产生光电效应的光子一定是从n＝3激发态直接跃迁到基态时放出的B．不能使金属A产生光电效应的光子一定是从n＝3激发态直接跃迁到n＝2激发态时放出的C．若从n＝4激发态跃迁到n＝3激发态，所放出的光子一定不能使金属A产生光电效应D．金属A逸出功一定大于1.89 eV解析：大量处于第3能级的氢原子向基态跃迁时，共可辐射出3种频率的光，其中当原子从第3能级向第2能级跃迁时释放的光子能量最小，其大小为E32＝E3－E2＝1.89 eV，因为该光子不能使金属A产生光电效应，所以金属A的逸出功W一定大于1.89 eV，选项A错误，B、D正确；若从n ＝4激发态跃迁到n＝3激发态，所放出的光子能量为E43＝E4－E3＝0.66 eV<1.89 eV<W，所以该光子一定不能使金属A产生光电效应，选项C正确．答案：BCD。
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1．能级：原子只能处于一系列□9 不连续 的能量状态中， 具有确定能量的稳定状态称为□10 定态 ，也称为能级，原子 处于最低能级的状态叫做□11 基态 ，其他的状态叫做□12 激发态．
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选修3-4 第十五章 第1讲
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□13 不连续的 ，即电子不能在任意半径的轨道上运动．
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4．局限性：虽然它能很好地解释氢原子光谱，但与其他 原子的光谱不符合．原因在于它一方面引入了量子假设，另 一方面又应用了经典理论计算电子轨道半径和能量，因此， 玻尔理论在解释复杂的微观现象时遇到困难是必然的．
2．跃迁：当原子从某一能级(设能量为 Em)跃迁到另一能 级(设能量为 En)时，会辐射或吸收一定频率的光子，光子的能 量为 E＝|Em－En|＝hν(h 叫做普朗克常量，h＝6.63×10－34 J·s)．
3．轨道：原子的不同能量状态对应于电子的不同运行轨 道，由于原子的能量状态是不连续的，因此电子的轨道也是
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三、氢原子光谱
1．氢原子的能级公式
□ En＝ 14
E1 n2
(其中基态能量 E1＝－eV)
2．电子的半径公式 rn＝n2r1(其中 r1＝0.53×10－10 m)．(n＝1、2、3…)
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选修必考部分
第十五章
波粒二象性 原子结构 原子核
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第1讲 光电效应 原子结构 氢原子光谱
回扣教材 抓基础
题型分类 学方法
特色一角 提技能
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回扣教材 抓基础
夯实基础 厚积薄发
选修3-4 第十五章 第1讲
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四、光电效应 1．定义
在光的照射下从物体发射出□18 电子 的现象(发射出的电
子称为光电子)． 2．产生条件
入射光的频率□19 大于 极限频率．
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3．光的波长越长，波动性越明显，越容易看到光的干涉 和衍射现象．光波的频率越高，粒子性越明显，穿透本领越 强．
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3．光电效应规律
(1)每种金属都有一个极限频率，入射光的□20 频率 必须
大于这个极限频率才能产生光电效应．
(2)光电子的最大初动能与入射光的□21 强度 无关，只随
入射光频率的增大而增大． (3)光电效应的发生几乎是瞬时的，一般不超过 10－9 s.
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(3)最大初动能．
发生光电效应时，金属□24 表面上 的电子吸收光子后克 服原子核的引力逸出时所具有动能的□25 最大值．
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2．光电效应方程
爱因斯坦光电效应方程是根据□26 能量 守恒定律推导出
来的，描述的是光电子的最大初动能 Ek 跟入射光子的能量 hν
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考点自测 考点一 α 粒子散射实验、核式结构 1．二十世纪初，为了研究物质内部的结构，物理学家做 了大量的实验，揭示了原子内部的结构，发现了电子、中子 和质子，图 15－1－2 所示是( )
(4)当入射光的频率大于极限频率时，□22 光电流 的强度
与入射光的强度成正比． 五、光电效应方程 1．基本物理量 (1)光子的能量，ε＝hν 其中 h＝6.63×10－34 J·s(称为普朗
克常量)．
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(2)逸出功：使电子脱离某种金属所做功的□23 最小值．
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3．特征谱线
不同原子的亮线位置□15 不同 ，说明不同的原子的发光
频率是□16 不一样 的，因此这些亮线称为原子的特征谱线．
4．光谱分析
利用□17 原子特征谱线
来鉴别物质和确定物质的组
成成分，这种方法称为光谱分析．
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结构，实验装置如图 15－1－1 所示．
图 15－1－1
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(2) 实 验 结 果 显 示 ， 绝 大 多 数 α 粒 子 穿 过 金 箔 后 仍
□3 继续直线前进 ，少数 α 粒子发生了□4 较大的偏转 ，只 有极少数 α 粒子偏转角超过 90°甚至被□5 弹回．
和逸出功 W 之间的关系：Ek＝□27 hν－W .
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六、波粒二象性 1．光电效应说明光具有粒子性，同时光还具有波动性，
即光具有□28 波粒二象性． 2．大量光子运动的规律表现出光的□29 波动性，单个光
子的运动表现出光的□30 粒子性．
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知识梳理 一、原子结构 1．电子的发现
□1 汤姆孙 发现了电子，电子的发现证明了原子是可分
的．
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选修3-4 第十五章 第1讲
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2．原子核式结构
(1) □2 卢瑟福 通过 α 粒子散射实验，提出了原子的核式
(3)原子的核式结构模型：在原子中心有个很小的核，叫
做□6 原子核 ，原子的全部正电荷和几乎全部□7 质量 都集
中在核里，带负电的电子在核外空间绕核转动．
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□ (4)原子直径的数量级约为 8 10－10 m，原子核直径的数