原子物理知识点

一、光电效应现象

1、光电效应：

光电效应：物体在光（包括不可见光）的照射下发射电子的现象称为光电效应。

2、光电效应的研究结论：

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。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

．．。注意：从金属出来的电子速度会有差异，这里说的是从金属表面直接飞出来的光电子。③入射光照到

金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的

．．．．．．．．．．．．，一般不超过10-9s；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。

3、光电效应的应用：

光电管：光电管的阴极表面敷有碱金属，对电子的束缚能力比较弱，在光的照射下容易发射电子，阴极发出的电子被阳极收集，在回路中形成电流，称为光电流。

注意：①光电管两极加上正向电压，可以增强光电流。②光电流的大小跟入射光的强度和正向电压有关，与入射光的频率无关。入射光的强度越大，光电流越大。③遏止电压U0。回路中的光电流随着反向电压的增加而减小，当反向电压

U 0满足：

2

max

2

1

eU

mv ，光电流将会减小到零，所以遏止电压与入射光的频率有

关。

4、波动理论无法解释的现象：

①不论入射光的频率多少，只要光强足够大，总可以使电子获得足够多的能量，从而产生光电效应，实际上如果光的频率小于金属的极限频率，无论光强多大，都不能产生光电效应。

②光强越大，电子可获得更多的能量，光电子的最大初始动能应该由入射光的强度来决定，实际上光电子的最大初始动能与光强无关，与频率有关。

③光强大时，电子能量积累的时间就短，光强小时，能量积累的时间就长，

实际上无论光入射的强度怎样微弱，几乎在开始照射的一瞬间就产生了光电子. 二、光子说 1、普朗克常量

普郎克在研究电磁波辐射时，提出能量量子假说：物体热辐射所发出的电磁波的能量是不连续的，只能是hv 的整数倍，hv 称为一个能量量子。即能量是一份一份的。其中v 辐射频率，h 是一个常量，称为普朗克常量。 2、光子说

在空间中传播的光的能量不是连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光子，光子的能量ε跟光的频率ν成正比。hv =ε，其中：h 是普朗克常量，v 是光的频率。 三、光电效应方程

1、逸出功W 0: 电子脱离金属离子束缚，逸出金属表面克服离子引力做的功。

2、光电效应方程：如果入射光子的能量hv 大于逸出功W 0，那么有些光电子在脱离金属表面后还有剩余的动能——根据能量守恒定律，入射光子的能量hv 等于出射光子的最大初动能与逸出功之和，即 02

max 21W mv hv +=

其中2max 2

1mv 是指出射光子的最大初动能。 3、 光电效应的解释：

①极限频率：金属内部的电子一般一次只能吸收一个光子的能量，只有入射光子的能量hv 大于或者等于逸出功W 0 即：h

W v 0

≥时，电子才有可能逸出，这就是光电效应存在极限频率的原因。

②遏制电压：由02max 21W mv hv +=

和02

max 2

1eU mv =有：00W eU hv +=，所以遏制电压只与入射光频率有关，与入射光的强度无关，这就是光电效应存在遏制电压的原因。

四、康普顿效应（表明光子具有动量）

1、康普顿效应：用X 射线照射物体时，一部分散射出来的X 射线的波长会变长，这个现象叫康普顿效应。康普顿效应是验证光的波粒二象性的重要实验之

一。

2、康普顿效应的意义：证明了爱因斯坦光子假说的正确性，揭示了光子不仅具有能量，还具有动量。光子的动量为λh p =

3、现象解释：碰撞前后光子与电子总能量守恒，总动量也守恒。碰撞前，电子可近似视为静止的，碰撞后，电子获得一定的能量和动量， X 光子的能量和动量减小，所以X 射线光子的波长λ变长。

高考考点：原子物理考点分析 一、历史人物及相关成就

1、 汤姆生：发现电子，并提出原子枣糕模型 ——说明原子可再分

2、 卢瑟福：α粒子散射实验——说明原子的核式结构模型 发现质子

3、 查德威克：发现中子

4、 约里奥.居里夫妇：发现正电子

5、 贝克勒尔：发现天然放射现象——说明原子核可再分

6、 爱因斯坦：质能方程2mc E =，2

mc E ∆=∆ 7、 玻尔：提出玻尔原子模型，解释氢原子线状光谱 8、 密立根：油滴实验——测量出电子的电荷量 二、核反应的四种类型

提醒：

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事实为基础，不能凭空只依据两个守恒定律杜撰出生成

物来写出核反应方程

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

三、三种射线比较

提醒： 半衰期：表示原子衰变一半所用时间

1、 半衰期由原子核内部本身的因素据顶，跟原子所处的物理状态(如压强、温度)或化学状

态（如单质、化合物）无关

2、 半衰期是大量原子核衰变时的统计规律，个别原子核经多长时间衰变无法预测，对个别

或极少数原子核，无半衰期而言。

3、 放射性同位素的应用：（1）工业、摊上、农业、医疗等（2）作为示踪原子 四、原子结构

1、 原子的核式结构模型 （1）α粒子散射实验结果：

绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，少数α粒子发生了较大偏转，极少数α粒子甚至被反弹回来。 （2）原子的核式结构模型：

在原子中心有一个很小的原子核，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。

（3）原子核的尺度：原子核直径的数量级为10-15

m ，原子直径的数量级约为10-10

m 。 （4）原子核的组成：原子核是由质子和中子组成的，原子核的电荷数等于核内的质子数。 2、玻尔原子模型

（1）原子只能处于一系列能量不连续的状态中，具有确定能量的未定状态叫定态。原子处于最低能级的状态叫基态，其他的状态叫激发态。 （2）频率条件：

高能m 到低能m 态：辐射光子λ

c

h

E E hv n m =-=

（3）原子的不同能量状态对应于电子的不同运行轨道。 五、氢原子光谱

（1） 氢原子能级图： 提醒：

1

2

3 4

5 ∞ 0 n E /eV

图3