高中物理原子物理课件.ppt
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(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。
(5)光电效应方程 ①光电子的最大初动能跟入射光子的 能量 hν 和逸出功 W0 的关系为12mv2＝hν－ W0。用图像表示光电效应方程，如图所示。 ②极限频率为图线与 ν 轴交点的横坐标 ν0，逸出功为图 线与 Ek 轴交点的纵坐标的绝对值 W0＝E，普朗克常量：图 线的斜率 k＝h。
1．(2017·江西吉安一中段考)用如图所示装置
研究光电效应现象，阴极 K 与滑动变阻器
的中心触头 c 相连，当滑动头 P 从 a 移到
c 的过程中，光电流始终为零。为了产生
光电流，可采取的措施是
()
A．增大入射光的强度
B．增大入射光的频率
C．把 P 向 a 移动
D．把 P 从 c 向 b 移动
解析：能否产生光电效应与入射光的强度无关，增大入射光 的强度，仍不能产生光电流，故 A 项错误；增大入射光的 频率，当入射光的频率大于金属的极限频率时，产生光电效 应，阴极 K 中有光电子发出，电路中能产生光电流，故 B 项正确；把 P 向 a 移动，P 点电势大于 c 点电势，光电管加 上正向电压，但不能产生光电效应，没有光电流形成，故 C 项错误；把 P 从 c 向 b 移动，由于不能产生光电效应，故没 有光电流形成，故 D 项错误。 答案：B
(2)玻尔理论 “定态假设”：原子只能处于一系列不连续的能量状态 中，在这些状态中，电子虽做变速运动，但并不向外辐射电磁 波，这样的相对稳定的状态称为定态。 “跃迁假设”：电子绕核转动处于定态时不辐射电磁波， 但电子在两个不同定态间发生跃迁时，却要辐射(吸收)电磁波 (光子)，其频率由两个定态的能量差值决定 hν＝Em－En。 “能量量子化假设”和“轨道量子化假设”：由于能量状 态的不连续，因此电子绕核转动的轨道半径也不能任意取值。
3．原子核 (1)物理学史 爱因斯坦利用光子说解释了光电效应，证实了光的粒子 性；美国物理学家康普顿根据康普顿效应，证实了光的粒子性。 英国物理学家汤姆孙发现电子，提出枣糕式原子模型；英国物 理学家卢瑟福用 α 粒子散射实验，提出了原子的核式结构模 型，由实验结果估计原子核半径数量级为 10－15 m；丹麦物理 学家玻尔提出了玻尔假说，成功地解释和预言了氢原子的辐射 电磁波谱；卢瑟福用 α 粒子轰击氮核，第一次实现了原子核的 人工转变，发现了质子，查德威克在 α 粒子轰击铍核时发现中 子；约里奥·居里夫妇用 α 粒子轰击铝箔时，发现了正电子和 人工放射性同位素。
复习时不要有 遗漏，注意能 级跃迁和光电
4 放射性同位素(Ⅰ) 9 光电效应(Ⅰ) 效应规律的小
5
核力、核反应方程 (Ⅰ)
10
爱因斯坦光电 效应方程(Ⅰ)
综合及物理学 史方面的考查。
[主干知识·忆一忆]
1．波粒二象性 (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强度无关，只随入射光 的频率增大而增大。 (3)入射光照射到金属板上时，光电子的发射几乎是瞬时 的，一般不会超过 10－9 s。
(2)三种射线
种类 实质 带电量 速度
贯穿本领
对空气的 电离作用
α射线 高速氦核流
2e 0.1c 最弱， 用纸能挡住
β射线 高速电子流
－e 0.99c 较强，穿透几 毫米厚的铝板
Leabharlann Baidu
γ射线 光子
0 c 最强，穿透几 厘米厚的铅板
最强
较弱
最弱
(3)原子核的衰变 α 衰变与 β 衰变方程(电荷数守恒、质量数守恒) α 衰变：AZX―→AZ－－24Y＋42He(2 个质子和 2 个中子结合成 一整体射出)，在磁场中衰变后形成两个外切圆，大圆对应 α 粒子。 β 衰变：AZX―→ Z＋A1Y＋－01e(中子转化为质子和电子)，在 磁场中衰变后形成两个内切圆，大圆对应 β 粒子。 α 衰变和 β 衰变次数的确定方法：先由质量数守恒确定 α 衰变的次数，再由核电荷数守恒确定 β 衰变的次数。
高考主题(十二) 原子物理
考纲要求
命题解读
1 氢原子光谱(Ⅰ)
6
结合能、质量 亏损(Ⅰ)
共10个考 点，皆为Ⅰ要
2
氢原子的能级结构、
能级公式(Ⅰ)
7
裂变反应和聚 求，命题难度 变反应、裂变 不大，但涉及 反应堆(Ⅰ) 的知识点较多，
3
原子核的组成、放 射性、原子核的衰 变、半衰期(Ⅰ)
8
射线的危害和 防护(Ⅰ)
2．研究能级跃迁问题时，将光子和实物粒子混淆。 3．对半衰期的统计规律不理解。 4．书写核反应方程时误将“―→”写成“＝”。 5．混淆质量数与质量两个不同的概念。 6．误以为一个原子核在一次衰变中可同时放出 α、β 和 γ 三种射线。 7．误以为只要有核反应发生，就一定会释放出核能。
[保温训练·试一试]
注意：(1)一群氢原子处于量子数为 n 的激发态时，可 能辐射出的光谱线条数：N＝Cn2＝nn2－1。
(2)原子跃迁时，所吸收或释放的光子能量只能等于两能 级之间的能量差。
(3)原子电离时，所吸收的能量可以大于或等于某一能级 能量的绝对值。
(4)计算时应注意：因一般取无穷远处为零电势参考面， 故各能级的能量值均为负值，能量单位 1 eV＝1.6×10－19 J。
(4)半衰期(T)：放射性元素的原子核有半数发生衰变所 需的时间。
特征：只由核本身的因素所决定，而与原子所处的物理
状态或化学状态无关。
t
规律：N＝N012 T 。 (5)核能的获取途径 ①重核裂变：例如：29352U＋10n―→15364Xe＋9308Sr＋1010n ②轻核聚变：例如：12H＋31H―→42He＋10n
(6)爱因斯坦质能方程：E＝mc2。 核能的计算 ①若 Δm 以千克为单位，则 ΔE＝Δmc2。 ② 若 Δm 以 原 子 的 质 量 单 位 u 为 单 位 ， 则 ΔE ＝ Δm×931.5 MeV。 质量亏损 Δm：组成原子核的核子的质量与原子核的质 量之差。
[易错易混·醒一醒]
1．在氢原子跃迁中，混淆一个和一群处于激发态的氢原 子发出的光谱线条数。
2．原子结构 (1)原子结构 电子的发现：1897 年，英国物理学家汤姆孙通过对阴 极射线的研究发现了电子。 卢瑟福根据 α 粒子散射实验观察到的实验现象推断出 了原子的核式结构。α 粒子散射实验的现象是：①绝大多数 α 粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进；②极少数 α 粒子则发生了较大的偏转甚至返回。 注意：核式结构并没有指出原子核的组成。
(5)光电效应方程 ①光电子的最大初动能跟入射光子的 能量 hν 和逸出功 W0 的关系为12mv2＝hν－ W0。用图像表示光电效应方程，如图所示。 ②极限频率为图线与 ν 轴交点的横坐标 ν0，逸出功为图 线与 Ek 轴交点的纵坐标的绝对值 W0＝E，普朗克常量：图 线的斜率 k＝h。
1．(2017·江西吉安一中段考)用如图所示装置
研究光电效应现象，阴极 K 与滑动变阻器
的中心触头 c 相连，当滑动头 P 从 a 移到
c 的过程中，光电流始终为零。为了产生
光电流，可采取的措施是
()
A．增大入射光的强度
B．增大入射光的频率
C．把 P 向 a 移动
D．把 P 从 c 向 b 移动
解析：能否产生光电效应与入射光的强度无关，增大入射光 的强度，仍不能产生光电流，故 A 项错误；增大入射光的 频率，当入射光的频率大于金属的极限频率时，产生光电效 应，阴极 K 中有光电子发出，电路中能产生光电流，故 B 项正确；把 P 向 a 移动，P 点电势大于 c 点电势，光电管加 上正向电压，但不能产生光电效应，没有光电流形成，故 C 项错误；把 P 从 c 向 b 移动，由于不能产生光电效应，故没 有光电流形成，故 D 项错误。 答案：B
(2)玻尔理论 “定态假设”：原子只能处于一系列不连续的能量状态 中，在这些状态中，电子虽做变速运动，但并不向外辐射电磁 波，这样的相对稳定的状态称为定态。 “跃迁假设”：电子绕核转动处于定态时不辐射电磁波， 但电子在两个不同定态间发生跃迁时，却要辐射(吸收)电磁波 (光子)，其频率由两个定态的能量差值决定 hν＝Em－En。 “能量量子化假设”和“轨道量子化假设”：由于能量状 态的不连续，因此电子绕核转动的轨道半径也不能任意取值。
3．原子核 (1)物理学史 爱因斯坦利用光子说解释了光电效应，证实了光的粒子 性；美国物理学家康普顿根据康普顿效应，证实了光的粒子性。 英国物理学家汤姆孙发现电子，提出枣糕式原子模型；英国物 理学家卢瑟福用 α 粒子散射实验，提出了原子的核式结构模 型，由实验结果估计原子核半径数量级为 10－15 m；丹麦物理 学家玻尔提出了玻尔假说，成功地解释和预言了氢原子的辐射 电磁波谱；卢瑟福用 α 粒子轰击氮核，第一次实现了原子核的 人工转变，发现了质子，查德威克在 α 粒子轰击铍核时发现中 子；约里奥·居里夫妇用 α 粒子轰击铝箔时，发现了正电子和 人工放射性同位素。
复习时不要有 遗漏，注意能 级跃迁和光电
4 放射性同位素(Ⅰ) 9 光电效应(Ⅰ) 效应规律的小
5
核力、核反应方程 (Ⅰ)
10
爱因斯坦光电 效应方程(Ⅰ)
综合及物理学 史方面的考查。
[主干知识·忆一忆]
1．波粒二象性 (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强度无关，只随入射光 的频率增大而增大。 (3)入射光照射到金属板上时，光电子的发射几乎是瞬时 的，一般不会超过 10－9 s。
(2)三种射线
种类 实质 带电量 速度
贯穿本领
对空气的 电离作用
α射线 高速氦核流
2e 0.1c 最弱， 用纸能挡住
β射线 高速电子流
－e 0.99c 较强，穿透几 毫米厚的铝板
Leabharlann Baidu
γ射线 光子
0 c 最强，穿透几 厘米厚的铅板
最强
较弱
最弱
(3)原子核的衰变 α 衰变与 β 衰变方程(电荷数守恒、质量数守恒) α 衰变：AZX―→AZ－－24Y＋42He(2 个质子和 2 个中子结合成 一整体射出)，在磁场中衰变后形成两个外切圆，大圆对应 α 粒子。 β 衰变：AZX―→ Z＋A1Y＋－01e(中子转化为质子和电子)，在 磁场中衰变后形成两个内切圆，大圆对应 β 粒子。 α 衰变和 β 衰变次数的确定方法：先由质量数守恒确定 α 衰变的次数，再由核电荷数守恒确定 β 衰变的次数。
高考主题(十二) 原子物理
考纲要求
命题解读
1 氢原子光谱(Ⅰ)
6
结合能、质量 亏损(Ⅰ)
共10个考 点，皆为Ⅰ要
2
氢原子的能级结构、
能级公式(Ⅰ)
7
裂变反应和聚 求，命题难度 变反应、裂变 不大，但涉及 反应堆(Ⅰ) 的知识点较多，
3
原子核的组成、放 射性、原子核的衰 变、半衰期(Ⅰ)
8
射线的危害和 防护(Ⅰ)
2．研究能级跃迁问题时，将光子和实物粒子混淆。 3．对半衰期的统计规律不理解。 4．书写核反应方程时误将“―→”写成“＝”。 5．混淆质量数与质量两个不同的概念。 6．误以为一个原子核在一次衰变中可同时放出 α、β 和 γ 三种射线。 7．误以为只要有核反应发生，就一定会释放出核能。
[保温训练·试一试]
注意：(1)一群氢原子处于量子数为 n 的激发态时，可 能辐射出的光谱线条数：N＝Cn2＝nn2－1。
(2)原子跃迁时，所吸收或释放的光子能量只能等于两能 级之间的能量差。
(3)原子电离时，所吸收的能量可以大于或等于某一能级 能量的绝对值。
(4)计算时应注意：因一般取无穷远处为零电势参考面， 故各能级的能量值均为负值，能量单位 1 eV＝1.6×10－19 J。
(4)半衰期(T)：放射性元素的原子核有半数发生衰变所 需的时间。
特征：只由核本身的因素所决定，而与原子所处的物理
状态或化学状态无关。
t
规律：N＝N012 T 。 (5)核能的获取途径 ①重核裂变：例如：29352U＋10n―→15364Xe＋9308Sr＋1010n ②轻核聚变：例如：12H＋31H―→42He＋10n
(6)爱因斯坦质能方程：E＝mc2。 核能的计算 ①若 Δm 以千克为单位，则 ΔE＝Δmc2。 ② 若 Δm 以 原 子 的 质 量 单 位 u 为 单 位 ， 则 ΔE ＝ Δm×931.5 MeV。 质量亏损 Δm：组成原子核的核子的质量与原子核的质 量之差。
[易错易混·醒一醒]
1．在氢原子跃迁中，混淆一个和一群处于激发态的氢原 子发出的光谱线条数。
2．原子结构 (1)原子结构 电子的发现：1897 年，英国物理学家汤姆孙通过对阴 极射线的研究发现了电子。 卢瑟福根据 α 粒子散射实验观察到的实验现象推断出 了原子的核式结构。α 粒子散射实验的现象是：①绝大多数 α 粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进；②极少数 α 粒子则发生了较大的偏转甚至返回。 注意：核式结构并没有指出原子核的组成。