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．
(2)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大．
(3)大于极限频率的光照射金属时，光电流强度(反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．
－
9
(4)金属受到光照，光电子的发射一般不超过10 _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
－
34
子具有的能量与光的频率成正比，即：ε＝hν，其中h＝6.63×10 J s·.
3．光电效应方程
(1)表达式：hν＝E k＋W0 或E k＝hν－W0.
(2)物理意义：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
1
mv
2. 服金属的逸出功W0，剩下的表现为逸出后电子的最大初动能E k＝
2
知识点二：α粒子散射实验与核式结构模型
1.卢瑟福的α粒子散射实验装置(如图13－2－1 所示)
2．实验现象
绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但少数α粒子发生了大角度偏转，极少数α粒子甚至被撞了回来．如图13－2－2 所示．
α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(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
7 m
－
1
，n 为量子数．
R 是里德伯常量，R＝1.10×10
2．玻尔理论1 1 1
＝R(
2－
2)( n＝3,4,5，, )，λ
2 n
(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
(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．
－
34
点拨：易错提醒
J s·)
2 (1)一群氢原子跃迁发出可能的光谱线数为N＝C n＝n n－ 1
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
2.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．
2.
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＝hν－W0.如图13－2－4 所示．
5．用光电管研究光电效应
(1)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→光子能量大→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→光子数目多→产生的光电子多→光电流大．
(3)常见概念辨析
照射光强度——决定着每秒钟光源发射的光子数频率——决定着每个光子的能量ε＝hν每秒钟逸出的光电子数——决定着光电流的强度
光电子
光电子逸出后的最大初动能1
2
2 mv
m
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
3.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
相关量意义
能级图中的横线表示氢原子可能的能量状态——定态横线左端的数字“1,2,3, ”表示量子数
横线右端的数字
“－13.6，－3.4 ,”表示氢原子的能量
相邻横线间的距离表示相邻的能量差，量子数越大相邻的能量差越小，距离越
小
带箭头的竖线表示原子由较高能级向较低能级跃迁，原子跃迁的条件为hν
＝E m－E n
3.关于光谱线条数的两点说明
n n－1
2
(1)一群氢原子跃迁发出可能的光谱线条数为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)．
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二、核反应和核能
知识点一：天然放射现象和衰变
