新教材 人教版高中物理选择性必修第三册 第四章 原子结构和波粒二象性(知识点详解及配套习题)
人教版高中物理选择性必修第3册 第四章 原子结构和波粒二象性 3 原子的核式结构模型(可编辑PPT)
卢瑟福的核式结构模型对α粒子散射实验的分析 (1)分布情况:原子的全部正电荷和几乎全部质量集中在原子核内,原子中绝大部分 是空的。 (2)受力情况 ①少数α粒子靠近原子核时,受到很强的库仑斥力; ②大多数α粒子离原子核较远,受到的库仑斥力较小。 (3)偏转情况 ①绝大多数α粒子运动方向不会明显变化(因为电子的质量相对于α粒子很小); ②少数α粒子发生大角度偏转,甚至被弹回; ③如果α粒子几乎正对着原子核射来,偏转角就几乎达到180°,这种机会极少。
”的。
判断正误，正确的画“ √” ，错误的画“ ✕” 。
1.阴极射线实际上是高速运动的电子流。 ( √ ) 提示:阴极射线带负电,实际上是高速运动的电子流。 2.电子的电荷量是J.J.汤姆孙首先精确测定的。 ( ✕ ) 提示:电子的电荷量是密立根首先精确测定的。 3.电子是原子的组成部分,电子电荷量可以取任意数值。 ( ✕ ) 4.α粒子大角度的偏转是电子造成的。 ( ✕ ) 提示:α粒子大角度的偏转是原子核造成的。 5.α粒子散射实验中大多数α粒子发生了大角度偏转或反弹。 ( ✕ ) 提示:α粒子散射实验中少数α粒子发生了大角度偏转或反弹。
1 | 电子的发现
阴极射线带电性质的判断方法 方法一:在阴极射线所经区域加上电场,通过打在荧光屏上的亮点位置的变化和电 场的情况确定阴极射线带电的性质。 方法二:在阴极射线所经区域加一磁场,根据亮点位置的变化和左手定则确定阴极 射线带电的性质。
单元复习 第四章 原子结构和波粒二象性-高二物理单元复习(人教版2019选择性必修第三册)
四、氢原子光谱
(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
连续
吸收
特征
(3)氢原子光谱的实验规律：巴耳末系是氢原子光谱在可见光区的谱线，其波长
公式1λ＝R(212－n12)(n＝3,4,5，…，R 是里德伯常量，R＝1.10×107 m－1). (4)光谱分析：利用每种原子都有自己的 特征谱线 可以用来鉴别物质和确定 物质的组成成分，且灵敏度很高.在发现和鉴别化学元素上有着重大的意义.
3.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：电子从能量较高的定态轨道跃迁到能量较低的定态轨道时，会放出能量 为hν的光子，这个光子的能量由前后两个能级的能量差决定，即hν＝ Em－En . (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 .
【 典 例 5 】 (多选)(2022·湖南省·三模)如图所示是玻尔为解释氢原子光谱画出的
氢原子能级示意图.大量处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁放出若干频率的
光子，设普朗克常量为h，下列说法正确的是
√A.能产生3种不同频率的光子
新教材高中物理第4章原子结构和波粒二象性5粒子的波动性和量子力学的建立课件新人教版选择性必修第三册
因此热中子的动量的数量级是10-24 kg·m/s,选项D正确。
学以致用
影响显微镜分辨本领的一个因素是波的衍射,衍射越明显,分
辨本领越低。电子显微镜的最高分辨率高达0.2 nm,如果有
人制造出质子显微镜,在加速到相同速度的情况下,质子显微
镜的最高分辨率将(
)
A.小于0.2 nm
B.大于0.2 nm
(1)根据已知条件,写出宏观物体或微观粒子动量的表达式
p=mv。
(2)根据波长公式 λ= 求解。
(3)注意区分光子和微观粒子的能量和动量的不同表达式。如光子
的能量 ε=hν,动量 p= ;微观粒子的动能 Ek= mv2,动量 p=mv。
1927年戴维森和G.P.汤姆孙
分别用单晶和多晶晶体做了
1.德布罗意假说:实物粒子也具有 波动性 ,即每一个运动
的粒子都与一个对应的波相联系,这种与 实物粒子 相联
系的波,称为德布罗意波,也叫物质波。
2.物质波的频率、波长公式: ν= , λ= 。
微训练 一颗近地卫星质量为m,其德布罗意波长为多少?(已
知地球半径为R,重力加速度为g)
答案:
m=1.67×10-27 kg,普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,可以估算出德
布罗意波长λ=1.82×10-10 m的热中子的动量的数量级可能是
2020-2021学年新教材物理人教版选择性必修三 阶段复习课4 原子结构和波粒二象性
阶段复习课
核心整合·思维导图
必备考点·素养评价
素养一物理观念
考点1波粒二象性
1.光的波动性与粒子性的统一:
(1)大量光子产生的效果显示出波动性,如在光的干涉、衍射现象中,如果用强光照射,在光屏上立刻出现了干涉、衍射条纹,波动性体现了出来。
(2)个别光子产生的效果显示出粒子性,如果用微弱的光照射,在光屏
上就只能观察到一些分布毫无规律的点,充分体现了粒子性。
(3)如果用微弱的光照射足够长的时间,在光屏上光点的分布又会出现
一定的规律性,呈现出干涉、衍射的分布规律。这些实验为人们认识光
的波粒二象性提供了依据。
(4)对不同频率的光,频率低、波长长的光,波动性显著;频率高、波长
短的光,粒子性显著。
(5)光在传播时体现波动性,在与其他物质相互作用时体现粒子性。
2.粒子的波动性:
(1)德布罗意波是光的波粒二象性的一种推广,包括了所有物体,小到
电子、质子,大到行星、太阳,都存在波动性,对应的波叫物质波。
(2)我们观察不到宏观物体的波动性,是因为宏观物体对应的波长太
小。
3.波粒二象性的关键词转化:
【素养评价】
1.实验表明电子也有波粒二象性,由于电子的粒子性比光强,故电子的
波长比光的波长更短,电子和光相比,我们( ) A.更容易观察到明显的衍射现象和干涉现象
B.不容易观察到明显的衍射现象和干涉现象
C.不容易观察到明显的衍射现象,但容易观察到干涉现象
D.更容易观察到明显的衍射现象,但不容易观察到干涉现象
【解析】选B。波动性越强越容易观察到明显的衍射和干涉,电子的波
长比光的波长更短,则不容易观察到明显的衍射现象和干涉现象,B正
人教版高中物理选择性必修第三册 第四章 原子结构和波粒二项性 第5节 粒子的波动性和量子力学的建立
动性，但一粒飞行着的子弹的波动性还是存在的。
二、量子力学的建立与应用 1．填一填 (1)经典物理学的困难
19、20 世纪之交，人们在黑体辐射、 光电效应 、氢原子光谱等许多问题 中，都发现了经典物理学无法解释的现象。 (2)各近代实验的成功理论 普朗克黑体辐射理论、爱因斯坦 光电效应理论 、康普顿散射理论、玻尔 氢原子理论以及德布罗意物质波假说等一系列理论在解释实验方面都取 得了成功。
2．判一判
(1)量子力学是描述微观世界的物理理论。
(√ )
(2)玻尔理论在解释氢原子光谱时是成功的，但没有推广意义，不是普遍性
理论。
(√ )
(3)量子力学被应用到众多具体物理系统中，得到了与实验符合得很好的结
果。
(√ )
3．选一选
[多选]以下说法正确的是
()
A．1925 年，德国物理学家海森堡和玻恩等人建立了矩阵力学
[典例2] [多选]关于光的波粒二象性的理解正确的是
()
A．大量光子的行为往往表现出波动性，个别光子的行为往往表现出粒子性
B．光在传播时是波，而与物质相互作用时就转变成粒子
C．高频光是粒子，低频光是波
D．波粒二象性是光的根本属性，有时它的波动性显著，有时它的粒子性显著
[解析] 波粒二象性是光的根本属性，光在传播时波动性显著，光与物质相互
(3)量子力学的建立 在以玻恩、海森堡、薛定谔以及英国的狄拉克和奥地利的泡利为代表的众 多物理学家的共同努力下，描述微观世界行为的理论被逐步完善并最终完 整地建立起来。
新教材 人教版高中物理选择性必修第三册 第四章 原子结构和波粒二象性 知识点考点重点难点提炼汇总
第四章原子结构和波粒二象性
1. 普朗克黑体辐射理论................................................................................................. - 1 -
2. 光电效应 .................................................................................................................... - 1 -
3．原子的核式结构模型.............................................................................................. - 10 -
4. 氢原子光谱和玻尔的原子模型............................................................................... - 17 -
5. 粒子的波动性和量子力学的建立........................................................................... - 25 -
章末复习提高................................................................................................................ - 30 -
物理人教版(2019)选择性必修第三册第4
处 于 不透明体
某 一 温度
能全部吸收各种波长的辐射能 发射各种波长的热辐射能
这种假设的物体称为黑体
黑体辐射可能反映了某种具有普遍 意义的客观规律，人们因此对黑体 辐射进行了深入的实验及理论研究。
一、黑体与黑体辐射
1、黑体——理想模型
（1）黑体辐射的特征：黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关。 (一般物体的辐射与温度、材料、表面状况有关，)
高中物理选择性必修第三册 第四章：原子结构和波粒二象性 第1节:普朗克黑体辐射理论
第1节：普朗克黑体辐射理论
物理学史——人们对自然规律的认识历程
19世纪末页，牛顿定律在各个领域里都取得了很大的成功：
机械运动方面：
成功囊括了天上地下的物体运动规律
在分子物理方面：
成功地解释了温度、压强、气体的内能
电磁学方面：
（随物而异）
对与一般材料的物体辐射电磁波 的情况除了与温度有关，还与材 料的种类及表面状况有关，热辐 射规律的研究显得较复杂
发射各种波长的热辐射能
（故也随物而异）
黑体辐射电磁波的强度按波长的分布规律只与黑体的温度有关。它可能反映了某 种具有普遍意义的客观规律，人们因此对黑体辐射进行了深入的实验及理论研究
⑶特点：物体温度高，辐射能量本领强，电磁波的短波成份多，长波成份少。 （各种波长都有）
注意： 激光、日光灯发光不是热辐射
人教版高中物理选择性必修第3册 第四章 原子结构和波粒二象性 第四节 氢原子光谱和玻尔的原子模型
D．巴耳末公式准确反映了氢原子发光的分立性，其波长的分立值并不是人为规定的
解析
巴耳末依据对氢原子光谱的分析总结出巴耳末公式，并不是依据核式结构理论总结出来的，巴耳末公式
反映了氢原子发光的分立性，也就是氢原子实际只能发出若干特定频率的光，A、B 错误，D 正确．由巴耳
末公式1＝R λ
212－n12
(n＝3，4，5，…)得，当
13.6 eV)＝13.06 eV，所以 D 正确，B 错误．
第4节 氢原子光谱和玻尔的原子模型
刷基础
12．如图所示为氢原子能级示意图的一部分，根据玻尔理论，下列说法中正确的是( A )
A．从 n＝4 能级跃迁到 n＝3 能级比从 n＝3 能级跃迁到 n＝2 能级辐射出的电磁波的 波长长
B．处于 n＝4 的定态时电子的轨道半径 r4 比处于 n＝3 的定态时电子的轨道半径 r3 小 C．从 n＝4 能级跃迁到 n＝3 能级，氢原子的能量减小，电子的动能减小 D．从 n＝3 能级跃迁到 n＝2 能级时辐射出的光子可以使逸出功为 2.5 eV 的金属发生
A．亮线分立是因为氢原子有时发光，有时不发光 B．有几条谱线，就对应着氢原子有几个能级 C．核式结构决定了氢原子有这种分立的光谱 D．光谱不连续对应着氢原子辐射光子能量的不连续
解析
放电管两端加上高压，管内的稀薄气体会发光，这是因为原子发生了跃迁，同时辐射出光子形成光谱， 原子在不同能级之间跃迁时，形成不同波长的光，而形成的光谱是已经发生了跃迁的能级形成的，由于不同 能级之间发生跃迁的条件不一样，有几条光谱线并不对应着氢原子有几个能级，同时氢原子的光谱是一些分 立的不连续的亮线是因为(由玻尔理论可知)氢原子的能量是不连续的，辐射的光子能量是不连续的，所以辐 射的光子的频率也是不连续的，那么自然对应的光子的波长也是不连续的，所以亮线分立并非因为氢原子有 时发光有时不发光，故 A、B、C 错误，D 正确．
新教材人教版高中物理选择性必修第三册 4.3原子的核式结构模型 教学课件
EU d
F qE F ma
a qU md
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y 1 at 2 2
y l s 2L
y
a
l2 2v 2
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q sdv2 m lLU
③在两极板间施加一个方向垂直于纸面向里、磁感应强度为B
的匀强磁场，则粒子在荧光屏上产生的光点又回到O
点。
qvB qE q U d
tan s L
v2 qvB m
r
r s s2 L2 l
q v m rB
③再在极板间施加电压U（下正上负）则粒子在荧
光屏上产生的光点又回到O点。
q
Ul
m dsB2 s2 L2
qvB qE q U d
v U Bd
第六页，共二十八页。
3、汤姆孙发现电子
后来组成阴极射 线的粒子被称为
电子
⑴阴极射线的本质是带负电的粒子流。 ⑵不同物质都能发射这种带电粒子，它是构成各种
粒子速度几乎不变。只可能是电子的速度发生大的改变，因此不可能出现α粒子反弹现象，即使是非对心碰撞，也不
会有大角度散射。
按照J. J.汤姆孙的原子模型，正电荷均匀分布在整个原子球体内，由于受
库仑斥力的作用，α粒子穿过原子时，受到的各个方向正电荷的斥力基本会相
互平衡，因此对α粒子运动的影响不会很大。大部分α粒子会有小角度偏转，
新课标高中物理人教版选择性必修123册教材解读〖原子结构和波粒二象性〗
第四章原子结构和波粒二象性
一、课标要求
1了解人类探索原子及其结构的历史。知道原子的核式结构模型。通过对氢原子光谱的分析，了解原子的能级结构。
2通过实验，了解光电效应现象。知道爱因斯坦光电效应方程及其意义。能根据实验结论说明光的波粒二象性。
3知道实物粒子具有波动性，了解微观世界的量子化特征。体会量子论的建立对人们认识物质世界的影响。
二、教材概述
在量子力学建立之前，玻尔曾在前人关于原子结构研究工作的基础上，根据普朗克、爱因斯坦等科学家提出的能量子等概念建立了前期量子论，可以部分地说明原子的若干性质。虽然玻尔的理论能够解决的问题有限，并且被后来的量子力学所取代，但是应该看到，在物理学的发展史中，每一个重大进展都是建立在之前的认识基础上的，新的观念和理论都不会是凭空一蹴而就的。教科书中的“章首语”高度概括并阐述了本章的主要内容，即“量子论的建立是2021物理学的最大成就之一。量子论解释了原子、分子等微观粒子遵循的规律，这些规律和牛顿力学等宏观、低速情况下的物理规律有很大不同。量子论不但深化和丰富了人类对自然界的认识，而且催生了一大批新技术，深刻地改变了人们的生活方式和社会形态……”
本章在结构设计方面可划分为三个单元。第一单元由第1节“普朗克黑体辐射理论”和第2节“光电效应”组成，介绍了普朗克能量量子化假说和爱因斯坦光量子理论。第二单元由第3节“原子的核式结构模型”和第4节“氢原子光谱和玻尔的原子模型”组成，介绍了电子的发现对于人类认识原子结构的重要意义，以及卢瑟福提出的原子的核式结构模型，并进一步介绍了原子光谱的规律和玻尔在核式结构模型的基础上提出的新的原子模型。第三单元为第5节“粒子的波动性和量子力学的建立”，介绍了粒子的波粒二象性以及量子力学的建立过程。
物理人教版(2019)选择性必修第三册4.1普朗克黑体辐射理论(共31张ppt)
4．下列关于能量量子化的说法，正确的是（ C ）A．能量子与电磁 波的频率成反比
B．电磁波波长越长，其能量子越大C．微观粒子的能量是不连续（分 立）的
D．能量子假设是由爱因斯坦最早提出来的
【答案】C 【详解】A．由ɛ=hν可知，能量子与电磁波的频率成正比，故A错误； B．由 h hc可知，电磁波波长越长，其能量子越小，故B错误；
01 黑体与黑体辐射
一、黑体与黑体辐射
1.黑体：如果一个物体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波，而不发 生反射，这种物体就是绝对黑体，简称黑体。
2.黑体辐射：黑体虽然不反射电磁波，却可以向 外辐射电磁波，这样的辐射叫作黑体辐射。
注意：(1)黑体是个理想化的模型。 (2)一般物体的辐射与温度、材料、表面状况有关，但黑体辐射 电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关。
【答案】D【详解】AB．温度越高，辐射强度的极大值向波长较短的 方向移动，但黑体辐射的电磁波波长并不是越大，AB错误；C．一般 物体的辐射强度除去与温度有关外，还和物体的材料及表面状态有关， 但黑体的辐射强度按波长的分布只与黑体的温度有关，C错误；D．普 朗克通过对黑体辐射的研究，提出了能量子的概念，D正确。故选D。
2．关于对黑体的认识，下列说法正确的是（ C ）A．黑体只吸收电 磁波，不反射电磁波，看上去是黑的B．黑体辐射电磁波的强度按波长 的分布除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关C．黑体辐射 电磁波的强度按波长的分布只与温度有关，与材料的种类及表面状况 无关D．如果在一个空腔壁上开一个很小的孔，射入小孔的电磁波在空 腔内表面经多次反射和吸收，最终不能从小孔射出，这个空腔就成了 一个黑体
高二下学期物理人教版(2019)选择性必修第三册课件：4.3 原子的核式结构模型
三、原子核的电荷与尺度 1.原子核的电荷数：各种元素的原子核的电荷数，即原子内的 电子 数， 非常接近它们的 原子序数 ，这说明元素周期表中的各种元素是按原 子中的 电子数 来排列的. 2.原子核的组成：原子核是由 质子 和 中子 组成的，原子核的电荷数就 是核中的 质子数 . 3.原子核的大小：用核 半径 描述核的大小.一般的原子核，实验确定的 核半径的数量级为 10－15 m，而整个原子半径的数量级是 10－10 m，两 者相差十万倍之多.
随堂演练
1.(对电子的认识)(多选)1897年英国物理学家汤姆孙对阴极射线的探究， 最终发现了电子，由此被称为“电子之父”，下列关于电子的说法正确 的是
√A.任何物质中均有电子
B.不同物质中具有不同性质的电子 C.电子质量是质子质量的1 836倍
√D.电子是一种粒子，是比原子更基本的物质单元
123
2.(α粒子散射实验及其解释)(多选)如图8所示是英国物理学家卢瑟福用α
粒子轰击金箔的实验装置，下列关于该实验的描述正确的是
√A.α粒子轰击金箔的实验需要在真空条件下完成 √B.该实验揭示了原子有核式结构
C.实验结果表明绝大多数α粒子穿过金箔
后发生大角度偏转
D.该实验证实了汤姆孙原子模型的正确性
图8
B.在图中的B位置进行观察，屏上观察不到任何闪光
√C.卢瑟福选用不同重金属箔片作为α粒子散射的靶，
【新人教版教材】高中物理选择性必修3：第四章 复习与提高
第四章 原子结构和波粒二象性 复习与提高
A 组
1．在光电效应实验中，小明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、乙、丙），如图4-1所示。回答下面问题，并说明理由。
（1）甲、乙两种光的频率，哪个大？
（2）乙、丙两种光的波长，哪个大？
（3）乙、丙两种光所对应的截止频率，哪个大？
（4）甲、丙两种光所产生光电子的最大初动能，哪个大？
2．一个电子与一个基态氢原子碰撞，刚好使这个氢原子电离。这个电子的动能是多少？
3．有些荧光物质在紫外线照射下会发出可见光，大额钞票的荧光防伪标志就是一例。为什么任何物质都不会在红外线照射下发出可见光？
4．估算运动员跑步时的德布罗意波长，为什么我们观察不到运动员的波动性？
5．钠光谱中两条黄色谱线的波长分别为589.6 nm 和589.0 nm 。分别计算钠原子辐射这两种波长的光时核外电子跃迁前后的能级差。
6．氢原子光谱中巴耳末系最小波长与最大波长之比为多少？
7．图4-2是研究光电效应的实验装置，某同学进行了如下操作。
（1）用频率为ν1 的光照射光电管，此时电流表中有电流。调节滑动变阻器，使微安表示数恰好变为0，记下此时电压表的示数U 1 。
（2）用频率为ν2 的光照射光电管，重复（1）中的步骤，记下电压表的示数U 2 。 已知电子的电荷量为e ，请根据以上实验，推导普朗克常量实验测定值的计算式。
O U c1 U c2 I
U
甲
乙
丙
图 4-1 图 4-2
A
K
V
μA
P
O a b 真空
B 组
1．用同一束单色光，在同一条件下先后照射锌板和银板，都能产生光电效应。在以上两次实验中，对于下列四个物理量，哪些是一定相同的？哪些是可能相同的？哪些是一定不同的？
2023年人教版高中物理选择性必修第三册第四章原子结构和波粒二象性第5节粒子的波动性和量子力学的建立
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第四章 原子结构和波粒二象性
物理（选择性必修·第三册 RJ）
『选一选』 (多选)根据物质波理论，以下说法中正确的是( BD ) A．微观粒子有波动性，宏观物体没有波动性 B．宏观物体和微观粒子都具有波动性 C．宏观物体的波动性不易被人观察到是因为它的波长太长 D．速度相同的质子和电子相比，电子的波动性更为明显
叫物质波。
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第四章 原子结构和波粒二象性
物理（选择性必修·第三册 RJ）
2．对德布罗意物质波的理解 (1)任何一个运动的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳都具有 波动性。由于宏观物体的波长太小，其波动性不易观察到。 (2)德布罗意假说是光的波粒二象性的推动，实物粒子和光子都既具 有粒子性，又具有波动性。与光子对应的波是电磁波，与实物粒子对应 的是物质波。
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第四章 原子结构和波粒二象性
物理（选择性必修·第三册 RJ）
典|例|剖|析 典例 1 以下关于物质波的说法正确的是( D ) A．实物粒子具有粒子性，在任何条件下都不可能表现出波动性 B．宏观物体不存在对应的波 C．电子在任何条件下都能表现出波动性 D．微观粒子在一定条件下能表现出波动性 解析： 任何一个运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太 阳，都有一种波与之对应，这种波称为物质波，故A、B错误；电子有波 动性，但在一定的条件下才能表现出来，故C错误，D正确。
人教版高中物理选择性必修第3册 本章小结4
无关，故 B 错误；根据爱因斯坦的光电效应方程 Uce＝hν－W0，可知 Uc ＝heν－We0，Uc－ν 图像的斜率表示he，即he＝ν1U－1νc，解得 h＝ν1U－1eνc，故 C 正确；根据光电效应方程 Ek＝hν－W0 知 Ek－ν 图线的纵轴截距的绝对值 表示逸出功，则逸出功为 W0＝E，当最大初动能为零，入射光的频率等 于金属的截止频率，则金属的逸出功等于 hνc，故 D 正确．
构建知识网络
归纳专题小结
物理 选择性必修 第三册 配人教版
第四章 原子结构和波粒二象性
例3 α粒子散射实验又称金箔实验、Geiger－marsden实验或卢瑟 福α粒子散射实验，实验装置如图所示．通过该实验，我们可以知道
()
构建知识网络
归纳专题小结
物理 选择性必修 第三册 配人教版
第四章 原子结构和波粒二象性
A．该实验证实了汤姆孙的“西瓜模型”是正确的 B．大多数α粒子穿过金箔后，其运动方向受到较大的影响 C．原子是一个球体，正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内，电 子镶嵌在其中 D．占原子质量绝大部分的带正电的那部分物质集中在很小的空间 范围内
构建知识网络
归纳专题小结
物理 选择性必修 第三册 配人教版
第四章 原子结构和波粒二象性
解析：正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内，电子镶嵌其中是汤 姆孙的认为，卢瑟福设计了α粒子散射证明占原子质量的绝大部分，且 带正电的那部分物质集中在很小的空间范围，从而证明汤姆孙的“西瓜 模型”是错误的，故A、C错误，D正确；当α粒子穿过原子时，电子对α 粒子影响很小，影响α粒子运动的主要是原子核，离核远则α粒子受到的 库仑斥力很小，运动方向改变小．只有当α粒子与核十分接近时，才会 受到很大库仑斥力，而原子核很小，所以α粒子接近它的机会就很少， 所以只有极少数大角度的偏转，而绝大多数基本按直线方向前进，故B 错误．
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第四章原子结构和波粒二象性
1. 普朗克黑体辐射理论................................................................................................. - 1 -
2. 光电效应 .................................................................................................................... - 1 -
3．原子的核式结构模型.............................................................................................. - 15 -
4. 氢原子光谱和玻尔的原子模型............................................................................... - 26 -
5. 粒子的波动性和量子力学的建立........................................................................... - 39 -
章末复习提高................................................................................................................ - 47 -
1. 普朗克黑体辐射理论
2. 光电效应
一、能量量子化
1．黑体辐射
(1)随着温度的升高，一方面，各种波长的辐射强度都有增加，另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。
(2)维恩和瑞利的理论解释
①建立理论的基础：依据热力学和电磁学的知识寻求黑体辐射的理论解释。
②维恩公式：在短波区与实验非常接近，在长波区则与实验偏离很大。
③瑞利公式：在长波区与实验基本一致，但在短波区与实验严重不符，由理论得出的荒谬结果被称为“紫外灾难”。
2．能量子
(1)普朗克的假设
组成黑体的振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍。即能的辐射或者吸收只能是一份一份的。这个不可再分的最小能量值ε叫作能量子。
(2)能量子公式
ε＝hν，其中ν是电磁波的频率，h称为普朗克常量。
h＝6.626×10－34 J·s。(一般取h＝6.63×10－34J·s)
(3)能量的量子化
微观粒子的能量是量子化的，或者说微观粒子的能量是分立的。这种现象叫能量的量子化。
说明：黑体辐射的电磁波强度按波长的分布只跟黑体温度有关。
二、光电效应现象和规律
1．光电效应定义
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。
2．光电子
光电效应中发射出来的电子。
3．光电效应的实验规律
(1)截止频率：当入射光的频率减小到某一数值νc时，光电流消失，表面已经没有光电子了，νc称为截止频率。
(2)存在着饱和电流。入射光强度一定，单位时间内阴极K发射的光电子数一定。入射光越强，饱和电流越大，表明入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多。
(3)遏止电压：施加反向电压，使光电流减小到0的反向电压U c称为遏止电压。
(4)光电效应具有瞬时性：当频率超过截止频率νc时，光电效应几乎是瞬时发生的。
4．逸出功
使电子脱离某种金属所做功的最小值，叫作这种金属的逸出功，用W0表示，不同金属的逸出功不同。
三、爱因斯坦的光子说及光电效应方程
1．光子说
(1)内容
光不仅在发射和吸收时能量是一份一份的，而且光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的，频率为ν的光的能量子为hν，这些能量子称为光子。
(2)光子能量
公式为ε＝hν，其中ν指光的频率。
2．光电效应方程
(1)对光电效应的说明
在光电效应中，金属中的电子吸收一个光子获得的能量是hν，其中一部分用来克服金属的逸出功W0，另一部分为光电子的初动能E k。
(2)光电效应方程
E k＝hν－W0。
3．对光电效应规律的解释
(1)光电子的最大初动能与入射光频率有关，与光的强弱无关。只有当hν>W0时，才有光电子逸出。
(2)电子一次性吸收光子的全部能量，不需要积累能量的时间。
(3)对于同种颜色的光，光较强时，包含的光子数较多，照射金属时产生的光电子较多，因而饱和电流较大。
说明：①光越强，包含的光子数越多，照射金属时产生的光电子就多，因而饱和电流大；②入射光的强度，指单位时间照射在金属单位面积上的光子总能量，在入射光频率不变的情况下，光强与光子数成正比；③单位时间内发射出来的电子数由光强决定。
四、康普顿效应和光子的动量
1．康普顿效应
在散射的X射线中，除了与入射波长λ0相同的成分外，还有波长大于λ0的成分，这个现象称为康普顿效应。
2．光子的动量
光子不仅具有能量，而且具有动量，公式：p＝h λ。
1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)温度越高，黑体辐射电磁波的强度越大。(√)
(2)能量子的能量不是任意的，其大小与电磁波的频率成正比。(√)
(3)金属表面是否发生光电效应与入射光的强弱有关。(×)
(4)在发生光电效应的条件下，入射光强度越大，饱和光电流越大。(√) 2．(多选)下列叙述正确的是()
A．一切物体都在辐射电磁波
B．一般物体辐射电磁波的情况只与温度有关
C．一般物体辐射电磁波的情况只与材料有关
D．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关
AD[根据热辐射定义知A正确；根据热辐射和黑体辐射的特点知一般物体