高中物理光电效应知识点

高中物理光电效应知识点

一、光电效应和氢原子光谱

知识点一：光电效应现象

1. 光电效应的实验规律

(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发生光电效应，低于这个极限频率则不能发生光电效应.

⑵光电子的最大初动能与入射光的强度无关，其随入射光频率的增大而增—

(3) 大于极限频率的光照射金属时，光电流强度仮映单位时间内发射出的光电子数的多少)与入射光强度成正比.

(4) 金属受到光照，光电子的发射一般不超过102_s.

2. 光子说

爱因斯坦提出：空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，每一份称为一个光子，光子具有的

能量与光的频率成正比，即：尸h v其中h =6.63X 10_ 34J •.

3. 光电效应方程

(1) 表达式：h v= E k + W o 或 E k = h v W o.

(2) 物理意义：金属中的电子吸收一个光子获得的能量是h v这些能量的一部分用来克服金属的逸出功 W o,剩下的表现为逸出后电子的最

1

大初动能E k = 2mv2.

1.卢瑟福的a粒子散射实验装置（如图13—

知识点二：a粒子散射实验与核式结构模

-1所示）

2. 实验现象

绝大多数a粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但少数a粒子发生了大角度偏转，极少数a粒子甚至被撞了回来.如图13— 2 —2所示.

a粒子散射实验的分析图

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.

知识点三：氢原子光谱和玻尔理论

1■光谱

(1) 光谱：用光栅或棱镜可以把光按波长展开，获得光的波长濒率)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 ]R(*— *)(n = 3,4,5,…),R 是里

德伯常量，R= 1.10X 107m—1,n为量子数.

2.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h V= E m — E n.(h 是普朗克常量，h = 6.63X 10—34J •)

(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.

点拨：易错提醒

(1) 一群氢原子跃迁发出可能的光谱线数为

N = C2= 2 ，一个氢原子跃迁发出可能的光

谱线数最多为(n — 1).

(2) 由能级图可知，由于电子的轨道半径不同，氢原子的能级不连续，这种现象叫能量量子化.

考点一：对光电效应的理解

1.光电效应的实质

光子照射到金属表面，某个电子吸收光子的能量使其动能变大，当电子的动能增大到足以克服原子核的引力时，便飞出金属表面成为光电

子．

2．极限频率的实质

光子的能量和频率有关，而金属中电子克服原

子核引力需要的能量是一定的，光子的能量必须大于金属的逸出功才能发生光电效应．这个能量的最小值等于这种金属对应的逸出功，所以每种金属都有一定的极限频率．

3．对光电效应瞬时性的理解光照射到金属上时，电子吸收光子的能量不需要积累，吸收的能量立即转化为电子的能量，因此电子对光子的吸收十分迅速．

4.

图 13－ 2－4

光电效应方程电子吸收光子能量后从金属表面逸出，其中只有直接从金属表面飞出的光电子才具有最大初动能，根据能量守恒定律，E k = h v—W o.如图 13－2－4 所示．

5.用光电管研究光电效应

⑴常见电路(如图13— 2— 5所示)

图 13— 2— 5

(2) 两条线索

①通过频率分析：光子频率高f光子能量大f 产生光电子的最大初动能大.

②通过光的强度分析：入射光强度大f光子数目多f产生的光电子多f光电流大.

(3) 常见概念辨析错误！

规律总结：

(1) 光电子也是电子，光子的本质是光，注意两者的区别.

(2) 在发生光电效应的过程中，并非所有光电子都具有最大初动能，只有从金属表面直接发出的光电子初动能才最大.

考点二：氢原子能级和能级跃迁

1氢原子的能级图

能级图如图13— 2 — 6所示.

图 13— 2 — 6 2.能级图中相关量意义的说明

3.关于光谱线条数的两点说明

(1) 一群氢原子跃迁发出可能的光谱线条数

、了“ n n — 1

为N=c n= 2 .

(2) 一个氢原子跃迁发出可能的光谱线条数最多为(n — 1).

二、核反应和核能

知识点一：天然放射现象和衰变

1•天然放射现象

(1) 天然放射现象.

元素自发地放出射线的现象，首先由贝可勒尔发现.天然放射现象的发现，说明原子核具有复杂的结构.

(2) 放射性和放射性元素.

物质发射某种看不见的射线的性质叫放身__ 性•具有放射性的元素叫放射性元素.

(3) 三种射线：放射性元素放射出的射线共有二种，分别是a 射线、B 射线、丫射线.

(4) 放射性同位素的应用与防护.

①放射性同位素：有天然放射性同位素和人工