2019年高考高三物理波粒二象性、原子结构、原子核单元总结与测知识点分析(含解析)

峙对市爱惜阳光实验学校第2节原子结构考点一| 原子的核式结构模型1．电子的发现英国物理学家汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子，提出了原子的“枣糕模型〞．2．原子的核式结构(1)1909～19，英籍物理学家卢瑟福进行了α粒子散射，提出了核式结构模型．(2)α粒子散射的结果：绝大多数α粒子穿过金箔后，根本上仍沿原来的方向，但有少数α粒子发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于90°，也就是说它们几乎被“撞了回来〞，如图13­2­1所示．图13­2­1(3)原子的核式结构模型：原子中带正电的体积很小，原子半径的数量级是10－10_m，而原子核半径的数量级是10－15_m，但几乎占有质量，电子在正电体的外面运动．(4)意义：否了汤姆孙的原子结构模型，提出了原子的核式结构模型，明确了原子核大小的数量级．1．由于电子质量远小于α粒子质量，所以电子不可能使α粒子发生大角度偏转．2．使α粒子发生大角度偏转的只能是原子中带正电的．按照汤姆孙原子模型，正电荷在原子内是均匀分布的，α粒子穿过原子时，它受到的两侧斥力大抵消，因而也不可能使α粒子发生大角度偏转，更不能使α粒子反向弹回，这与α粒子的散射现象相矛盾．3．现象说明原子绝大是空的，原子的几乎质量和所有正电荷都集中在原子中心的一个很小的核上，否那么，α粒子大角度散射是不可能的．1．(多项选择)如图13­2­2所示为卢瑟福和他的同事们做α粒子散射装置的示意图，荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A、B、C、D四个位置时观察到的现象，以下说法中正确的选项是( )图13­2­2A．放在A位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多B．放在B位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数比A位置时明显偏少C．放在C、D位置时，屏上观察不到闪光D．放在D位置时，屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少ABD[根据α粒子散射现象，绝大多数α粒子沿原方向，少数α粒子发生较大偏转，A、B、D正确．]2．(多项选择)关于α粒子散射，以下说法正确的选项是( )A．α粒子穿过原子时，由于α粒子的质量比电子大得多，电子不可能使α粒子的运动方向发生明显的改变B．由于绝大多数α粒子穿过金箔后仍按原来方向，所以使α粒子发生大角度偏转的原因是在原子中极小的区域内集中着对α粒子产生库仑力的正电荷C．使α粒子穿过原子时，只有少数粒子发生大角度偏转的原因是原子核很小，α粒子接近原子核的时机很小D．α粒子发生大角度偏转的原因是α粒子穿过原子时，原子内部两侧的正电荷对α粒子的斥力不相ABC[电子的质量很小，当和α粒子作用时，对α粒子运动的影响极其微小，A正确；α粒子发生大角度偏转，说明原子核的正电荷和几乎质量集中在一个很小的区域内，所以B、C正确，D错误．]3．在卢瑟福α粒子散射中，金箔中的原子核可以看作静止不动，以下各图画出的是其中两个α粒子经历金箔散射过程的径迹，其中正确的选项是( )【导学号：81370427】C[金箔中的原子核与α粒子都带正电，α粒子接近原子核过程中受到斥力而不是引力作用，A、D错；由原子核对α粒子的斥力作用及物体做曲线运动的条件知曲线轨迹的凹侧指向受力一方，B错，C对．]4．(多项选择)在α粒子散射中，当α粒子最接近金原子核时，α粒子符合以下哪种情况( )A．动能最小B．电势能最小C．α粒子与金原子核组成的系统能量最小D．所受金原子核的斥力最大AD[α粒子在接近金原子核的过程中，要克服库仑斥力做功，动能减少，电势能增大；两者相距最近时，动能最小，电势能最大，总能量守恒；根据库仑律，距离最近时斥力最大．]5．在卢瑟福α粒子散射中，有少数α粒子发生了大角度偏转，其原因是( )A．原子的正电荷和绝大质量集中在一个很小的核上B．正电荷在原子内是均匀分布的C．原子中存在着带负电的电子D．原子只能处于一不连续的能量状态中A[卢瑟福α粒子散射中使卢瑟福惊奇的就是α粒子发生了较大角度的偏转，这是由于α粒子带正电，而原子核极小，且原于核带正电，A正确，B 错误．α粒子能接近原子核的时机很小，大多数α粒子都从核外的空间穿过，而与电子碰撞时如同子弹碰到尘埃一样，运动方向不会发生改变．C、D的说法没错，但与题意不符．]考点二| 氢原子光谱、玻尔的原子模型1．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．有些光谱是一条条的亮线，这样的光谱叫做线状谱．有的光谱看起来不是一条条分立的谱线，而是连在一起的光带，这样的光谱叫做连续谱．(2)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物质的组分，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)理论的困难原子核式结构模型正确地指出了原子核的存在，很好地解释了α粒子散射．但是，物理学既无法解释原子的稳性，又无法解释原子光谱的分立特征．2．氢原子的能级结构、能级公式(1)玻尔理论①态：原子只能处于一不连续的能量状态中，在这些能量状态子是稳的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量．②跃迁：电子从能量较高的态轨道跃迁到能量较低的态轨道时，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，即hν＝E m－E n.(h是普朗克常量，h＝3×10－34J·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．原子的态是不连续的，因此电子的可能轨道也是不连续的．(2)几个概念①能级：在玻尔理论中，原子的能量是量子化的，这些量子化的能量值，叫做能级．②基态：原子能量最低的状态．③激发态：在原子能量状态中除基态之外的其他的状态．④量子数：原子的状态是不连续的，用于表示原子状态的正整数．(3)氢原子的能级公式：E n＝1n2E1(n＝1,2,3，…)，其中E1为基态能量，其数值为E1＝－1 eV.(4)氢原子的半径公式：r n＝n2r1(n＝1,2,3，…)，其中r1为基态半径，又称玻尔半径，其数值为r1＝0.53×10－10 m.3．氢原子的能级图能级图如图13­2­3所示．图13­2­31．能级图中相关量意义的说明(1)原子跃迁条件hν＝E m－E n只适用于光子和原子作用而使原子在各态之间跃迁的情况．(2)当光子能量大于或于1 eV时，也可以被处于基态的氢原子吸收，使氢原子电离；当处于基态的氢原子吸收的光子能量大于1 eV时，氢原子电离后，电子具有一的初动能．(3)原子还可吸收外来实物粒子(例如自由电子)的能量而被激发．由于实物粒子的动能可或被原子吸收，所以只要入射粒子的能量大于或于两能级的能量差值(E＝E m－E n)，均可使原子发生能级跃迁．1．关于光谱，以下说法不正确的选项是( )A．炽热的液体发射连续谱B．发射光谱一是连续谱C．线状谱和暗线谱都可以对物质成分进行分析D．霓虹灯发光形成的光谱是线状谱B[发射光谱可分为连续光谱和明线谱，B符合题意．]2．一个氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级，该氢原子( )A．放出光子，能量增加B．放出光子，能量减少C．吸收光子，能量增加D．吸收光子，能量减少B[氢原子从高能级向低能级跃迁时，放出光子，能量减少，应选项B正确，选项A、C、D错误．]3．(多项选择)氢原子从n＝6跃迁到n＝2能级时辐射出频率为ν1的光子，从n＝5跃迁到n＝2能级时辐射出频率为ν2的光子．以下说法正确的选项是( )【导学号：81370428】A．频率为ν1的光子的能量较大B．频率为ν1的光子的动量较大C．做双缝干预时，频率为ν1的光产生的条纹间距较大D．做光电验时，频率为ν1的光产生的光电子的最大初动能较大ABD[根据玻尔理论hν＝E m－E n，光子从6到2能级跃迁释放光子的能量大于从5到2能级释放的能量，对的光子频率ν1＞ν2，所以A选项正确；光子的动量根据光子的波粒二象性可得p＝hνc，可以得出ν1光子的动量大于ν2光子的动量，B 正确；双缝干预中的条纹间距公式Δx ＝Lλd ，将E ＝hcλ代入可以得出Δx ＝LhcdE，所以能量大的条纹间距小，ν2光子的能量小，所以其条纹间距大，C 错误；根据光电效方程E k ＝hν－W 0，可以知道射入光子能量越高，射出光电子的动能越大，所以D 选项正确．]4. (2021·10月选考)如图13­2­4为氢原子能级图，氢原子中的电子从n ＝5能级跃迁到n ＝2能级可产生a 光；从n ＝4能级跃迁到n ＝2能级可产生b 光．a 光和b 光的波长分别为λa 和λb ，照射到逸出功为9 eV 的金属钠外表均可产生光电效，遏止电压分别为U a 和U b .那么( )图13­2­4 A ．λa ＞λb B ．U a ＞U bC ．a 光的光子能量为6 eVD ．b 光产生的光电子最大初动能E k ＝0.26 eVBCD [A.由能级跃迁，a 光光子能量大于b 光光子，故a 光频率大于b 光，a 光波长小于b 光，故A 错误；B.由光电效方程hν＝E k ＋W ，而遏止电压与最大初动能E k 成正比，故照射相同的金属，频率越大，遏止电压越大，B 正确；C.由能级跃迁图，可得a 光光子能量为[－0.54－(－)] eV ＝6 eV ，故C 正确；D.由能级图，b 光光子能量为5 eV ，根据光电效方程hν＝E 1＋W ，b 光产生的光电子最大初动能为0.26 eV ，故D 正确．]。

2019年高考高三物理波粒二象性、原子结构、原子核单元总结与测知识网络学习重点和难点1、光电效应现象的基本规律。

在光电效应中（1）对光的强度的理解，（2）发生光电效应时光电流的强度为什么跟光电子的最大初动能无关，只与入射光的强度成正比，此处是难点之一；2、玻尔模型中能级的跃迁及计算。

在玻尔原子模型中能级的跃迁问题以及量子化的提出也是难点之一；3、原子核的衰变问题以及核能的产生与计算是本部分重点。

核能的计算与动量和能量的结合既是重点又是难点，要处理好。

知识要点知识梳理知识点一——光的本性1、光电效应（1）产生条件：入射光频率大于被照射金属的极限频率（2）入射光频率决定每个光子的能量决定光子逸出后最大初动能（3）入射光强度决定每秒逸出的光子数决定光电流的大小（4）爱因斯坦光电效应方程2、光的波粒二象性光既有波动性，又具有粒子性，即光具有波粒二象性，这就是光的本性。

（1）大量光子的传播规律体现波动性；个别光子的行为体现为粒子性。

（2）频率越低，波长越长的光，波动性越显著；频率越高，波长越短的波，粒子性越显著。

（3）可以把光的波动性看作是表明大量光子运动规律的一种概率波。

知识点二——原子核式结构1、α粒子散射α粒子散射实验结果：α粒子穿过金箔后，绝大多数沿原方向前进，少数发生较大角度偏转，极少数偏转角大于90°，有的甚至被弹回。

2、核式结构模型原子中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部的质量都集中在原子核，带负电的电子在核外空间绕核旋转。

原子半径大约为10-10m，核半径大约为10-15～10-14 m。

知识点三——氢原子跃迁对氢原子跃迁的理解：1、原子跃迁的条件原子从低能级向高能级或从高能级向低能级跃迁时吸收或放出恰好等于发生跃迁时的两能级间的能级差的光子；当光子的能量大于或等于13.6eV时，也可以被氢原子吸收，使氢原子电离；当氢原子吸收的光子能量大于13.6eV时，氢原子电离后，电子具有一定的动能；原子还可吸收实物粒子的能量而被激发，由于实物粒子的动能可全部或部分地被氢原子吸收，所以只要实物粒子的能量大于或等于两能级的差值，均可使原子发生能级跃迁。

原子物理一、波粒二象性1、热辐射：一切物体均在向外辐射电磁波。

这种辐射与温度有关。

故叫热辐射。

特点：1）物体所辐射的电磁波的波长分布情况随温度的不同而不同；即同时辐射各种波长的电磁波，但某些波长的电磁波辐射强度较强，某些较弱，分布情况与温度有关。

2）温度一定时，不同物体所辐射的光谱成分不同。

2、黑体：一切物体在热辐射同时，还会吸收并反射一部分外界的电磁波。

若某种物体，在热辐射的同时能够完全吸收入射的各种波长的电磁波，而不发生反射，这种物体叫做黑体(或绝对黑体)。

在自然界中，绝对黑体实际是并不存在的，但有些物体可近似看成黑体，例如，空腔壁上的小孔。

注意，黑体并不一定是黑色的。

热辐射特点吸收反射特点一般物体辐射电磁波的情况与温度，材料种类及表面状况有关既吸收，又反射，其能力与材料的种类及入射光波长等因素有关黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体温度有关完全吸收各种入射电磁波，不反射黑体辐射的实验规律：1）温度一定时，黑体辐射的强度，随波长分布有一个极大值。

2）温度升高时，各种波长的辐射强度均增加。

3）温度升高时，辐射强度的极大值向波长较短方向移动。

4、能量子:上述图像在用经典物理学解释时与该图像存在严重的不符（维恩、瑞利的解释）。

普朗克认为能量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叫做能量子．νεh=)1063.6(34叫普朗克常量sJh⋅⨯=-。

由量子理论得出的结果与黑体的辐射强度图像吻合的非常完美，这印证了该理论的正确性。

5光电效应：在光的照射下，金属中的电子从金属表面逸出的现象。

发射出来的电子叫光电子。

光电效应由赫兹首先发现。

爱因斯坦指出:① 光的能量是不连续的，是一份一份的，每一份能量子叫做一个光子．光子的能量为ε＝h ν，其中h=6.63×10－34 J ·s 叫普朗克常量，ν是光的频率；② 当光照射到金属表面上时，一个光子会被一个电子吸收，吸收的过程是瞬间的（不超过10-9s ）。

第一节 光电效应 光的波粒二象性第一课时班别 姓名 学号一、学习目标1.知道光电效应现象相关的基本概念及光电效应发生的条件.2.掌握爱因斯坦光电效应方程,并能利用光电效应图像分析相关问题.3.知道光的波粒二象性及物质波的概念.二、知识梳理考点一 光电效应的实验规律 1.光电效应—⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪—概念—在光的照射下，金属中的 电子 从表面逸出的现象，发射出的电子叫 光电子—条件—入射光的频率 大于 金属的极限频率—规律—⎪⎪⎪⎪⎪—每种金属都有一个极限频率—光电子的最大初动能随入射光频率的增大 而 增大 —光电效应的发生几乎是瞬时的，一般不超 过10－9s—饱和光电流与入射光的强度成正比—解释—⎪⎪⎪—光子说→空间传播的光是不连续的，一份一份的，每一份为一个光子，能量ε＝hν—光电效应方程→E k ＝ hν－W 02．光电效应的研究思路(1)两条线索：(2)两条对应关系：光强大→光子数目多→发射光电子多→光电流大 光子频率高→光子能量大→光电子的最大初动能大【例1】（多选）（2016·课标卷Ⅰ，35(1))现用某一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生．下列说法正确的是________.A ．保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大B ．入射光的频率变高，饱和光电流变大C．入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大D．保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生E．遏止电压的大小与入射光的频率有关，与入射光的光强无关【例2】（多选）所示为光电管的工作电路图，分别用波长为λ0、λ1、λ2的单色光做实验，已知λ1＞λ0＞λ2.当开关闭合后，用波长为λ0的单色光照射光电管的阴极K时，电流表有示数，则下列说法正确的是() A．光电管阴极材料的逸出功与入射光无关B．若用波长为λ1的单色光进行实验，则电流表的示数一定为零C．若仅增大电源的电动势，则电流表的示数一定增大D．若仅将电源的正负极对调，则电流表的示数可能为零考点二光电效应方程及光电效应图象1．三个关系(1)爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－W0.(2)光电子的最大初动能E k可以利用光电管实验的方法测得，即E k＝eU c，其中U c是遏止电压．(3)光电效应方程中的W0为逸出功，它与极限频率νc的关系是W0＝hνc.2．四类图象【例3】（多选）(2017·课标卷Ⅲ，19)在光电效应实验中，分别用频率为νa、νb的单色光a、b照射到同种金属上，测得相应的遏止电压分别为U a 和U b 、光电子的最大初动能分别为E k a 和E k b .h 为普朗克常量．下列说法正确的是( )A ．若νa >νb ，则一定有U a ＜U bB ．若νa >νb ，则一定有E k a ＞E k bC ．若U a ＜U b ，则一定有E k a ＜E k bD ．若νa >νb ，则一定有hνa －E k a ＞hνb －E k b【例4】（多选）(2017·海南卷，7)三束单色光1、2和3的波长分别为λ1、λ2和λ3(λ1>λ2>λ3)．分别用这三束光照射同一种金属．已知用光束2照射时，恰能产生光电子，下列说法正确的是( )A ．用光束1照射时，不能产生光电子B ．用光束3照射时，不能产生光电子C ．用光束2照射时，光越强，单位时间内产生的光电子数目越多D ．用光束2照射时，光越强，产生的光电子最大初动能越大【例5】(2015·课标卷Ⅰ，35(1))在某次光电效应实验中，得到的遏止电压U c 与入射光的频率ν的关系如图所示．若该直线的斜率和截距分别为k 和b ，电子电荷量的绝对值为e ，则普朗克常量可表示为 ________，所用材料的逸出功可表示为 ________.【例6】利用图甲所示的实验装置观测光电效应，已知实验中测得某种金属的遏止电压U c 与入射频率ν之间的关系如图乙所示，电子的电荷量为e ＝1.6×10－19 C ，则( )A ．普朗克常量为eν1U 1B ．该金属的逸出功为eU 1C ．电源的右端为正极D ．若电流表的示数为10 μA ，则每秒内从阴极发出的光电子数的最小值为6.25×1012【例7】爱因斯坦因提出了光量子概念并成功地解释光电效应的规律而获得1921年诺贝尔物理学奖．某种金属逸出光电子的最大初动能E k 与入射光频率ν的关系如图所示，其中νc 为极限频率．从图中可以确定的是( )A ．逸出功与ν有关B ．E k 与入射光强度成正比C ．当ν＜νc 时，会逸出光电子D ．图中直线的斜率与普朗克常量有关【例8】如图所示为用某金属研究光电效应规律得到的光电流随电压变化关系的图象，用单色光1和单色光2分别照射该金属时，逸出的光电子的最大初动能分别为E k1和E k2，普朗克常量为h ，则下列说法正确的是( )A ．E k1>E k2B ．单色光1的频率比单色光2的频率高C ．增大单色光1的强度，其遏止电压会增大D ．单色光1和单色光2的频率之差为E k1－E k2h考点三 光的波粒二象性 物质波(高频64) 1．光的波粒二象性(1)光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有 波动 性． (2)光电效应说明光具有 粒子 性．(3)光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的 波粒二象 性． 2．物质波 (1)概率波光的干涉现象是大量光子的运动遵守波动规律的表现，亮条纹是光子到达概率 大 的地方，暗条纹是光子到达概率 小 的地方，因此光波又叫概率波．(2)物质波任何一个运动着的物体，小到微观粒子大到宏观物体都有一种波与它对应，其波长λ＝ hp ，p 为运动物体的动量，h 为普朗克常量．3．光既具有粒子性，又具有波动性，对光的波粒二象性的理解【例9】（多选）(2015·课标卷Ⅱ，35(1))实物粒子和光都具有波粒二象性．下列事实中突出体现波动性的是 ________ .A ．电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样B ．β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹C ．人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构D ．人们利用电子显微镜观测物质的微观结构E ．光电效应实验中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关第一节光电效应光的波粒二象性第二课时班别姓名学号【例10】对光的认识，下列说法错误的是()A．个别光子的行为表现出粒子性，大量光子的行为表现出波动性B．光的波动是光子本身的一种属性，不是光子之间的相互作用引起的C．光表现出波动性时，就不具有粒子性了；光表现出粒子性时，就不再具有波动性了D．光的波动二象性应理解为：在某种场合下光的波动性表现得明显，在另外的某种场合下，光的粒子性表现得明显【例11】（多选）(2015·江苏卷，12C(1))波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的有________.A．光电效应现象揭示了光的粒子性B．热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性C．黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释D．动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等【小结】波粒二象性的“三个易错”(1)光子表现为波动性，并不否认光子具有粒子性．(2)宏观物体也具有波动性．(3)微观粒子的波动性与机械波不同，微观粒子的波是概率波.三、针对训练1．(2015·上海卷，11)某光源发出的光由不同波长的光组成，不同波长的光的强度如图所示，表中给出了一些材料的极限波长，用该光源发出的光照射表中材料()A.仅钠能产生光电子B．仅钠、铜能产生光电子C．仅铜、铂能产生光电子D．都能产生光电子2．（多选）(2014·海南卷，17(1))在光电效应实验中，用同一种单色光，先后照射锌和银的表面，都能产生光电效应．对于这两个过程，下列四个物理量中，一定不同的是________.A．遏止电压B．饱和光电流C．光电子的最大初动能D．逸出功3．研究光电效应的电路如图所示．用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极K)，钠极板发射出的光电子被阳极A 吸收，在电路中形成光电流．下列光电流I 与A 、K 之间的电压U AK 的关系图象中，正确的是( )4．如图所示为研究光电效应现象的装置，阴极K 与滑动变阻器的中心抽头c 相连，当滑动触头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 ．将P 从c 向a 移动D ．将P 从c 向b 移动5．如图所示，当弧光灯发出的光经一狭缝后，在锌板上形成明暗相间的条纹，同时与锌板相连的验电器铝箔有张角，则该实验( )A ．只能证明光具有波动性B ．只能证明光具有粒子性C ．只能证明光能够发生衍射D ．证明光具有波粒二象性四、课后训练1．根据爱因斯坦光子说，光子能量E 等于(h 为普朗克常量，c 、λ为真空中的光速和波长)( )A ．h c λB ．h λcC.hλ D ．hλ2．在光电效应实验中，用单色光照射某种金属表面，有光电子逸出，则光电子的最大初动能取决于入射光的( )A ．频率B ．强度C ．照射时间D ．光子数目3．频率为ν的光照射某金属时，产生光电子的最大初动能为E km .改为频率为2ν的光照射同一金属，所产生光电子的最大初动能为(h 为普朗克常量)( )A ．E km －hνB ．2E kmC ．E km ＋hνD ．E km ＋2hν 4．（多选）三种不同的入射光A 、B 、C 分别射在三种不同的金属a 、b 、c 表面，均恰能使金属中逸出光电子，若三种入射光的波长λA >λB >λC ，则( )A ．用入射光A 照射金属b 和c ，金属b 和c 均可发生光电效应现象B ．用入射光A 和B 照射金属c ，均可使金属c 发生光电效应现象C ．用入射光C 照射金属a 和b ，金属a 、b 均可发生光电效应现象D ．用入射光B 和C 照射金属a ，均可使金属a 发生光电效应现象5.某金属在光的照射下发生光电效应，光电子的最大初动能E k 与入射光频率ν的关系如图所示，则( )A ．普朗克常量为νcEB ．入射光的频率为3νc 时，逸出的光电子的最大初动能为2EC ．频率大于2νc 的入射光照射该金属时才会发生光电效应D ．若光在真空中的速度为c ，则波长大于cνc的光照射该金属时才会发生光电效应6．如图甲所示为某实验小组成员研究某金属发生光电效应的遏止电压随照射光频率变化关系的实验装置，图乙为实验得到的遏止电压随照射光频率变化的关系图象，电子的电荷量e ＝1.6×10－19 C ，则下列说法正确的是( )A ．图甲中滑动变阻器的滑片移到最左端，电流计G 的示数为零B ．由图乙得普朗克常量为6.4×10－33 J·sC ．由图乙可知，该金属的极限频率为5.0×1014 HzD ．当照射光的频率为17.5×1014 Hz 时，逸出的光电子的最大初动能为3.2×10－19 J 7．（多选）如图为一真空光电管的应用电路，其阴极金属材料的极限频率为4.5×1014 Hz ，则以下判断中正确的是( )A ．发生光电效应时，电路中光电流的饱和值取决于入射光的频率B ．发生光电效应时，电路中光电流的饱和值取决于入射光的强度C ．用λ＝0.5 μm 的光照射光电管时，电路中有光电流产生D ．光照射时间越长，电路中的电流越大8．（多选）如图所示是某金属在光的照射下，光电子的最大初动能E k 与入射光的波长的倒数(1λ)的关系图象，由图象可知( )A ．图象中的λ0是产生光电效应的最小波长B ．普朗克常量和光速的乘积hc ＝Eλ0C ．该金属的逸出功等于－ED ．若入射光的波长为λ03，产生的光电子的最大初动能为2E9．（多选）某半导体激光器发射波长为1.5×10－6 m ，功率为5.0×10－3 W 的连续激光．已知可见光波长的数量级为10－7m ，普朗克常量h ＝6.63×10－34 J·s ，该激光器发出的( )A ．是紫外线B ．是红外线C ．光子能量约为1.3×10－18 J D ．光子数约为每秒3.8×1016个10．用很弱的光做双缝干涉实验，把入射光减弱到可以认为光源和感光胶片之间不可能同时有两个光子存在，如图所示是不同数量的光子照射到感光胶片上得到的照片．这些照片说明( )A ．光只有粒子性没有波动性B ．光只有波动性没有粒子性C ．少量光子的运动显示波动性，大量光子的运动显示粒子性D ．少量光子的运动显示粒子性，大量光子的运动显示波动性。

第2讲光电效应波粒二象性一、普朗克能量子假说黑体与黑体辐射1．黑体与黑体辐射(1)黑体：如果某种物质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．(2)黑体辐射：辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关．2．普朗克能量子假说当带电微粒辐射或吸收能量时，是以最小能量值为单位一份一份地辐射或吸收的，这个最小能量值ε叫做能量子．ε＝hν.二、光电效应及其规律1．光电效应现象在光的照射下，金属中的电子从表面逸出的现象，发射出来的电子叫光电子．2．光电效应的产生条件入射光的频率大于等于金属的极限频率．3．光电效应规律(1)每种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于等于这个极限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，只随入射光频率的增大而增大．(3)光电效应的发生几乎是瞬时的，一般不超过10－9 s.(4)当入射光的频率大于等于极限频率时，饱和光电流的大小与入射光的强度成正比．4．爱因斯坦光电效应方程(1)光子说：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＝hν.(2)逸出功W0：电子从金属中逸出所需做功的最小值．(3)最大初动能：发生光电效应时，金属表面上的电子吸收光子后克服原子核的引力逸出时所具有的动能的最大值． (4)光电效应方程①表达式：h ν＝E k ＋W 0或E k ＝h ν－W 0.②物理意义：金属表面的电子吸收一个光子获得的能量是h ν，这些能量的一部分用来克服金属的逸出功W 0，剩下的表现为逸出后电子的最大初动能． 三、光的波粒二象性 物质波 1．光的波粒二象性(1)波动性：光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有波动性． (2)粒子性：光电效应、康普顿效应说明光具有粒子性． (3)光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的波粒二象性． 2．物质波 (1)概率波光的干涉现象是大量光子的运动遵守波动规律的表现，亮条纹是光子到达概率大的地方，暗条纹是光子到达概率小的地方，因此光波又叫概率波． (2)物质波任何一个运动着的物体，小到微观粒子大到宏观物体都有一种波与它对应，其波长λ＝hp，p 为运动物体的动量，h 为普朗克常量．1．判断下列说法是否正确．(1)任何频率的光照射到金属表面都可以发生光电效应．( × )(2)要使某金属发生光电效应，入射光子的能量必须大于金属的逸出功．( √ ) (3)光电子的最大初动能与入射光子的频率成正比．( × ) (4)光的频率越高，光的粒子性越明显，但仍具有波动性．( √ )(5)德国物理学家普朗克提出了量子假说，成功地解释了光电效应规律．( × ) (6)美国物理学家康普顿发现了康普顿效应，证实了光的粒子性．( √ ) (7)法国物理学家德布罗意大胆预言了实物粒子具有波动性．( √ )2．(多选)如图1所示，用导线把验电器与锌板相连接，当用紫外线照射锌板时，发生的现象是( )图1A ．有光子从锌板逸出B ．有电子从锌板逸出C ．验电器指针张开一个角度D ．锌板带负电 答案 BC3．(多选)在光电效应实验中，用频率为ν的光照射光电管阴极，发生了光电效应，下列说法正确的是( )A ．增大入射光的强度，光电流增大B ．减小入射光的强度，光电效应现象消失C ．改用频率小于ν的光照射，一定不发生光电效应D ．改用频率大于ν的光照射，光电子的最大初动能变大 答案 AD解析 增大入射光强度，单位时间内照射到单位面积的光子数增加，则光电流将增大，故选项A 正确；光电效应是否发生取决于入射光的频率，而与入射光强度无关，故选项B 错误．用频率为ν的光照射光电管阴极，发生光电效应，用频率较小的光照射时，若光的频率仍大于等于极限频率，则仍会发生光电效应，选项C 错误；根据h ν－W 逸＝12mv 2可知，增加入射光频率，光电子的最大初动能增大，故选项D 正确． 4．有关光的本性，下列说法正确的是( )A ．光既具有波动性，又具有粒子性，两种性质是不相容的B ．光的波动性类似于机械波，光的粒子性类似于质点C ．大量光子才具有波动性，个别光子只具有粒子性D ．由于光既具有波动性，又具有粒子性，无法只用其中一种性质去说明光的一切行为，只能认为光具有波粒二象性 答案 D5．黑体辐射的规律如图2所示，从中可以看出，随着温度的降低，各种波长的辐射强度都________(填“增大”“减小”或“不变)，辐射强度的极大值向波长________(填“较长”或“较短”)的方向移动．图2答案减少较长解析由题图可知，随着温度的降低，相同波长的光辐射强度都会减小；同时最大辐射强度向右侧移动，即向波长较长的方向移动.命题点一光电效应的实验规律1．对光电效应的四点提醒(1)能否发生光电效应，不取决于光的强度而取决于光的频率．(2)光电效应中的“光”不是特指可见光，也包括不可见光．(3)逸出功的大小由金属本身决定，与入射光无关．(4)光电子不是光子，而是电子．2．光电效应的研究思路(1)两条线索：(2)两条对应关系：光强大→光子数目多→发射光电子多→光电流大光子频率高→光子能量大→光电子的最大初动能大3．定量分析时应抓住三个关系式(1)爱因斯坦光电效应方程：E k＝hν－W0.(2)最大初动能与遏止电压的关系：E k＝eU c.(3)逸出功与极限频率的关系：W0＝hν0.例1(多选)现用某一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生．下列说法正确的是( )A．保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大B．入射光的频率变高，饱和光电流变大C．入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大D．保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生答案AC解析在发生光电效应时，饱和光电流大小由光照强度来决定，与频率无关，光照强度越大饱和光电流越大，因此A正确，B错误；根据E km＝hν－W0可知，对于同一光电管，逸出功W0不变，当频率变高，最大初动能E km变大，因此C正确；由光电效应规律可知，当频率低于截止频率时无论光照强度多大，都不会有光电流产生，因此D错误．1．(多选)下列对光电效应的理解，正确的是( )A．金属钠的每个电子可以吸收一个或一个以上的光子，当它积累的动能足够大时，就能逸出金属表面B．如果入射光子的能量小于金属表面的电子克服原子核的引力而逸出时所需做的最小功，便不能发生光电效应C．发生光电效应时，入射光越强，光子的能量就越大，光电子的最大初动能就越大D．由于不同金属的逸出功是不相同的，因此使不同金属产生光电效应，入射光的最低频率也不同答案BD2.(多选)用如图3所示的光电管研究光电效应，用某种频率的单色光a照射光电管阴极K，电流计G的指针发生偏转．而用另一频率的单色光b照射光电管阴极K时，电流计G的指针不发生偏转，那么( )图3A ．a 光的频率一定大于b 光的频率B ．只增加a 光的强度可使通过电流计G 的电流增大C ．增加b 光的强度可能使电流计G 的指针发生偏转D ．用a 光照射光电管阴极K 时通过电流计G 的电流是由d 到c 答案 AB3．如图4甲所示为光电管的原理图，当频率为ν的可见光照射到阴极K 上时，电流表中有电流通过．图4(1)当变阻器的滑片P 向________滑动时(填“左”或“右”)，通过电流表的电流将会减小． (2)由乙图I －U 图象可知光电子的最大初动能为________．(3)如果不改变入射光的频率，而减小入射光的强度，则光电子的最大初动能__________(填“增加”“减小”或“不变”)． 答案 (1)右 (2)2 eV (3)不变解析 (1)由题图可知光电管两端所加的电压为反向电压，当变阻器的滑动端P 向右移动时，反向电压增大，光电子到达右端的速度减小，则通过电流表的电流减小．(2)当电流表电流刚减小到零时，电压表的读数为U ，根据动能定理得，eU ＝12mv 2m ，则光电子的最大初动能为2 eV.(3)根据光电效应方程E km ＝h ν－W 0，知入射光的频率不变，则光电子的最大初动能不变．命题点二光电效应方程和光电效应图象1．三个关系(1)爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－W0.(2)光电子的最大初动能E k可以利用光电管用实验的方法测得，即E k＝eU c，其中U c是遏止电压．(3)光电效应方程中的W0为逸出功，它与极限频率νc的关系是W0＝hνc.2．四类图象例2用如图5甲所示的装置研究光电效应现象，当用光子能量为5 eV的光照射到光电管上时，测得电流计上的示数随电压变化的图象如图乙所示．则光电子的最大初动能为________ J，金属的逸出功为________ J.图5答案 3.2×10－19 4.8×10－19解析由题图乙可知，当该装置所加的电压为反向电压等于－2 V时，电流表示数为0，则光电子的最大初动能为E km＝2 eV＝3.2×10－19 J，根据光电效应方程E km＝hν－W0知，W0＝3 eV＝4.8×10－19 J.例3(2016·江苏单科·12C)(1)贝可勒尔在120年前首先发现了天然放射现象，如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用．下列属于放射性衰变的是________．A.14 6C→14 7N＋0－1eB.235 92U＋10n→139 53I＋9539Y＋210nC.21H＋31H→42He＋10nD.42He＋2713Al→3015P＋10n(2)已知光速为c，普朗克常数为h，则频率为ν的光子的动量为________，用该频率的光垂直照射平面镜，光被镜面全部垂直反射回去，则光子在反射前后动量改变量的大小为________．(3)几种金属的逸出功W0见下表：用一束可见光照射上述金属的表面，请通过计算说明哪些能发生光电效应．已知该可见光的波长范围为4.0×10－7～7.6×10－7m ，普朗克常数h ＝6.63×10－34J·s.答案 (1)A (2)h νc 2h νc(3)钠、钾、铷能发生光电效应． 解析 (1)A 属于β衰变，B 属于裂变，C 是聚变，D 是原子核的人工转变，故选A 项． (2)光子的动量p ＝h νc选光被镜面反射回去的方向为正方向，则p 1＝－h νcp 2＝h νc，动量的变化量Δp ＝p 2－p 1＝2h νc.(3)光子的能量E ＝hcλ取λ＝4.0×10－7m ，则E ≈5.0×10－19J根据E >W 0判断，钠、钾、铷能发生光电效应．4．在光电效应实验中，飞飞同学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(甲光、乙光、丙光)，如图6所示．则可判断出( )图6A ．甲光的频率大于乙光的频率B ．乙光的波长大于丙光的波长C ．乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率D ．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光对应的光电子最大初动能 答案 B解析 由于是同一光电管，因而不论对哪种光，极限频率和金属的逸出功都相同，对于甲、乙两种光，反向遏止电压相同，因而频率相同，A 错误；丙光对应的反向遏止电压较大，因而丙光的频率较高，波长较短，对应的光电子的最大初动能较大，故C 、D 均错，B 正确． 5．(多选)如图7所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线(直线与横轴的交点坐标为4.27，与纵轴交点坐标为0.5)．由图可知( )图7A ．该金属的截止频率为4.27×1014Hz B ．该金属的截止频率为5.5×1014 Hz C ．该图线的斜率表示普朗克常量 D ．该金属的逸出功为0.5 eV 答案 AC解析 图线在横轴上的截距为截止频率，A 正确，B 错误；由光电效应方程E k ＝h ν－W 0，可知图线的斜率为普朗克常量，C 正确；金属的逸出功为：W 0＝h ν0＝6.63×10－34×4.27×10141.6×10－19eV≈1.77 eV，D 错误．6．如图8甲所示是研究光电效应规律的光电管．用波长λ＝0.50 μm 的绿光照射阴极K ，实验测得流过Ⓖ表的电流I 与AK 之间的电势差U AK 满足如图乙所示规律，取h ＝6.63×10－34J·s.结合图象，求：(结果保留两位有效数字)图8(1)每秒钟阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极K 时的最大动能． (2)该阴极材料的极限波长． 答案 (1)4.0×1012个 9.6×10－20J (2)0.66 μm解析 (1)光电流达到饱和时，阴极发射的光电子全部到达阳极A ，阴极每秒钟发射的光电子的个数n ＝I m e ＝0.64×10－61.6×10－19(个)＝4.0×1012(个)光电子的最大初动能为：E km＝eU c＝1.6×10－19C×0.6 V＝9.6×10－20 J.(2)设该阴极材料的极限波长为λc，根据爱因斯坦光电效应方程：E km＝h cλ－hcλc，代入数据得λc≈0.66 μm.命题点三光的波粒二象性和物质波光既有波动性，又有粒子性，两者不是孤立的，而是有机的统一体，其表现规律为：(1)从数量上看：个别光子的作用效果往往表现为粒子性；大量光子的作用效果往往表现为波动性．(2)从频率上看：频率越低波动性越显著，越容易看到光的干涉和衍射现象：频率越高粒子性越显著，贯穿本领越强，越不容易看到光的干涉和衍射现象．(3)从传播与作用上看：光在传播过程中往往表现出波动性；在与物质发生作用时往往表现为粒子性．(4)波动性与粒子性的统一：由光子的能量E＝hν、光子的动量表达式p＝hλ也可以看出，光的波动性和粒子性并不矛盾：表示粒子性的能量和动量的计算式中都含有表示波的特征的物理量——频率ν和波长λ.(5)理解光的波粒二象性时不可把光当成宏观概念中的波，也不可把光当成宏观概念中的粒子．例4(多选)实物粒子和光都具有波粒二象性．下列事实中突出体现波动性的是( ) A．β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹B．人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构C．人们利用电子显微镜观测物质的微观结构D．光电效应实验中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关答案BC解析β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹，可以说明β射线是一种粒子，故A错误；人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构，中子衍射说明中子是一种波，故B正确；人们利用电子显微镜观测物质的微观结构，利用了电子束的衍射现象，说明电子束是一种波，故C 正确；光电效应实验中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关，说明光是一种粒子，故D错误．7．下列各组现象能说明光具有波粒二象性的是( )A．光的色散和光的干涉B．光的干涉和光的衍射C．泊松亮斑和光电效应D．光的反射和光电效应答案 C8．1927年戴维孙和汤姆孙分别完成了电子衍射实验，该实验是荣获诺贝尔奖的重大近代物理实验之一．如图9所示的是该实验装置的简化图，下列说法不正确的是( )图9A．亮条纹是电子到达概率大的地方B．该实验说明物质波理论是正确的C．该实验再次说明光子具有波动性D．该实验说明实物粒子具有波动性答案 C9．(多选)(2015·江苏物理·12C(1))波粒二象性是微观世界的基本特征，以下说法正确的有( )A．光电效应现象揭示了光的粒子性B．热中子束射到晶体上产生衍射图样说明中子具有波动性C．黑体辐射的实验规律可用光的波动性解释D．动能相等的质子和电子，它们的德布罗意波长也相等答案AB解析光电效应说明光具有粒子性，A正确．衍射是波的特点，说明中子具有波动性，B正确．黑体辐射的实验规律说明光具有粒子性，C错误．动能相等的质子和电子，二者质量不同，德布罗意波长不相等，D错误．题组1 光电效应实验规律的理解1．用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应，可能使金属产生光电效应的措施是( ) A．改用频率更小的紫外线照射B．改用X射线照射C．改用强度更大的原紫外线照射D．延长原紫外线的照射时间答案 B2．(多选)已知某金属发生光电效应的截止频率为νc，则( )A．当用频率为2νc的单色光照射该金属时，一定能产生光电子B．当用频率为2νc的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为hνcC．当照射光的频率ν大于νc时，若ν增大，则逸出功增大D．当照射光的频率ν大于νc时，若ν增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍答案AB解析该金属的截止频率为νc，则可知逸出功W0＝hνc，逸出功由金属自身性质决定，与照射光的频率无关，因此C错误；由光电效应的实验规律可知A正确；由光电效应方程E k ＝hν－W0，将W0＝hνc代入可知B正确，D错误．3．用光照射某种金属，有光电子从金属表面逸出，如果光的频率不变，而减弱光的强度，则( )A．逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能不变B．逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能减小C．逸出的光电子数不变，光电子的最大初动能减小D．光的强度减弱到某一数值，就没有光电子逸出了答案 A解析光的频率不变，表示光子能量不变，仍会有光电子从该金属表面逸出，逸出的光电子的最大初动能也不变；而减弱光的强度，逸出的光电子数就会减少，选项A正确．4．(多选)如图1所示，电路中所有元件完好，但光照射到光电管上，灵敏电流计中没有电流通过，其原因可能是( )图1A ．入射光太弱B ．入射光波长太长C ．光照时间短D ．电源正、负极接反答案 BD解析 入射光波长太长，入射光的频率低于截止频率时，不能发生光电效应，故选项B 正确；电路中电源反接，对光电管加了反向电压，若该电压超过了遏止电压，也没有光电流产生，故选项D 正确．题组2 光电效应方程和光电效应图象的应用5．(多选)用同一光电管研究a 、b 两种单色光产生的光电效应，得到光电流I 与光电管两极间所加电压U 的关系如图2所示．则这两种光( )图2A ．照射该光电管时a 光使其逸出的光电子的最大初动能大B ．从同种玻璃射入空气发生全反射时，a 光的临界角大C ．通过同一装置发生双缝干涉，a 光的相邻条纹间距大D ．通过同一玻璃三棱镜时，a 光的偏折程度大答案 BC解析 由图可知b 光照射时对应遏止电压U c2大于a 光照射时的遏止电压U c1，因eU c ＝12mv 2，所以b 光照射时光电子的最大初动能大，且可得νb ＞νa ，λb ＜λa ，A 、D 错误，C 正确；b 光折射率大于a 光折射率，所以a 光临界角大 ，B 正确．6.(多选)如图3所示，是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能E k 与入射光频率ν的关系图象．由图象可知( )图3A ．该金属的逸出功等于EB ．该金属的逸出功等于h νcC ．入射光的频率为2νc 时，产生的光电子的最大初动能为ED ．入射光的频率为νc 2时，产生的光电子的最大初动能为E 2答案 ABC解析 由爱因斯坦光电效应方程可得：E k ＝h ν－W 0，对应图线可得，该金属的逸出功W 0＝E ＝h νc ，A 、B 均正确；若入射光的频率为2νc ，则产生的光电子的最大初动能E k ＝2h νc －W 0＝h νc ＝E ，故C 正确；入射光的频率为νc 2时，该金属不发生光电效应，D 错误． 7．如图4所示是研究光电管产生的电流的电路图，A 、K 是光电管的两个电极，已知该光电管阴极的极限频率为νc .现将频率为ν(大于νc )的光照射在阴极上，则：图4(1)________是阴极，阴极材料的逸出功等于________．(2)加在A 、K 间的正向电压为U 时，到达阳极的光电子的最大动能为________，将A 、K 间的正向电压从零开始逐渐增加，电流表的示数的变化情况是________．(3)为了阻止光电子到达阳极，在A 、K 间应加上的最小反向电压U 反＝________. 答案 (1)K h νc (2)h ν－h νc ＋eU 逐渐增大，直至保持不变 (3)h ν－h νc e解析 (1)被光照射的金属将有光电子逸出，故K 是阴极，逸出功与极限频率的关系为W 0＝h νc .(2)根据光电效应方程可知，逸出的光电子的最大初动能为h ν－h νc ，经过电场加速获得的能量为eU ，所以到达阳极的光电子的最大动能为h ν－h νc ＋eU ，随着电压增加，单位时间内到达阳极的光电子数量将逐渐增多，但当从阴极逸出的所有光电子都到达阳极时，再增大电压，也不可能使单位时间内到达阳极的光电子数量增多．所以，电流表的示数先是逐渐增大，直到保持不变．(3)从阴极逸出的光电子在到达阳极的过程中将被减速，如果h ν－h νc ≤eU 反，就将没有光电子能够到达阳极，所以U 反≥h ν－h νc e. 题组3 对光的波粒二象性的理解8．用很弱的光做双缝干涉实验，把入射光减弱到可以认为光源和感光胶片之间不可能同时有两个光子存在，如图5所示是不同数量的光子照射到感光胶片上得到的照片．这些照片说明( )图5A ．光只有粒子性没有波动性B ．光只有波动性没有粒子性C ．少量光子的运动显示波动性，大量光子的运动显示粒子性D ．少量光子的运动显示粒子性，大量光子的运动显示波动性答案 D解析 光具有波粒二象性，这些照片说明少量光子的运动显示粒子性，大量光子的运动显示波动性，故D 正确．9．一个德布罗意波波长为λ1的中子和另一个德布罗意波波长为λ2的氘核同向正碰后结合成一个氚核，该氚核的德布罗意波波长为( )A.λ1λ2λ1＋λ2B.λ1λ2λ1－λ2 C.λ1＋λ22D.λ1－λ22 答案 A解析 中子的动量p 1＝h λ1，氘核的动量p 2＝h λ2，同向正碰后形成的氚核的动量p 3＝p 2＋p 1，所以氚核的德布罗意波波长λ3＝h p 3＝λ1λ2λ1＋λ2，A 正确．。

温故自查一、光电效性1．光电效应：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．2.3．对光电效应规律的解释初动能二、光的波粒二象性光的本性：光既具有波动性，又具有粒子性，即光具有 ． 波粒二象性 考点精析一、光电效应中入射光强度、频率的影响情况1．入射光频率―→决定光子能量―→决定光电子最大初动能．2．入射光强度―→决定单位时间内接收的光子数―→决定单位时间内发射的光电子数． 二、E km －ν曲线1．曲线(如图)2．由曲线可以得到的物理量(1)极限频率：图线与ν轴交点的横坐标ν0.(2)逸出功：图线与E km轴交点的纵坐标的值W0＝E.(3)普朗克常量：图线的斜率k＝h.温故自查1．1858年德国物理学家较早发现了气体导电时的辉光放电现象．德国物理学家研究辉光放电现象时认为这是从阴极发出的某种射线引起的．所以他把这种未知射线称之为阴极射线．普吕克尔戈德斯坦2．对于阴极射线的本质，有大量的科学家做出大量的科学研究，主要形成了两种观点．(1)电磁波说：代表人物，．认为这种射线的本质是一种电磁波的传播过程．(2)粒子说：代表人物，．认为这种射线的本质是一种高速粒子流．赫兹汤姆孙3．美国物理学家密立根利用油滴实验测量出电子的电量．密立根通过实验还发现，电荷具有量子化的特征．即任何电荷只能是e的整数倍．电子的质量：m＝ kg，电子的电荷量：e＝ C.9.1×10－311.6×10－19考点精析英国物理学家汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子．实验装置如下图所示．从高压电场的阴极发出的阴极射线，穿过C1C2后沿直线打在荧光屏A′上．(1)当在平行极板上加一如图所示的电场，发现阴极射线打在荧光屏上的位置向下偏，则可判定，阴极射线带有负电荷．(2)为使阴极射线不发生偏转，则请思考可在平行极板区域采取什么措施．在平行极板区域加一磁场，且磁场方向必须垂直纸面向外．当满足条件qv0B＝qE时，则阴极射线不发生偏转．则：v0＝(3)如下图所示，根据带电的阴极射线在电场中的运动情况可知，其速度偏转角为：tanθ＝又因为：tanθ＝且v0＝.则：根据已知量，可求出阴极射线的比荷.温故自查1．汤姆孙通过对的研究发现电子，说明原子也是可分的．2．卢瑟福用α粒子轰击金箔，发现α粒子穿过金箔后仍沿原方向前进，的α粒发生较大角度偏转，极少数发生大角度偏转，达到180°而反向弹回．绝大多数少数个别的3．卢瑟福提出原子核式结构学说：在原子的中心有一个很小的核，叫．它集中了原子的和几乎全部．带负电的电子在核外绕核旋转．从α粒子散射实验可以估计出原子核的大小约为m.原子核全部正电荷质量10－14考点精析1．α粒子散射实验(1)实验装置：如下图所示．(2)实验条件：金属箔是由重金属原子组成，很薄，厚度接近单原子的直径．全部设备装在真空环境中，因为α粒子很容易使气体电离，在空气中只能前进几厘米．显微镜可在底盘上旋转，可在360°的范围内进行观察．(3)实验结果：α粒子穿过金箔后，绝大多数沿原方向前进，少数发生较大角度偏转，极少数偏转角度大于90°，甚至被弹回．α粒子的大角度散射现象无法用汤姆孙的原子模型解释．α粒子散射实验的结果揭示了：①原子内部绝大部分是空的；②原子内部有一个很小的“核”．2．原子的核式结构卢瑟福对α粒子散射实验结果进行了分析，于1911年提出了原子的核式结构学说：在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核，原子的全部正电荷和几乎所有的质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转，原子核所带的单位正电荷数等于核外电子数．原子的直径大约是10－10m，原子核的直径约为10－15～10－14m.3．核式结构模型对α粒子散射实验的解释(1)因为原子核很小，原子的大部分空间是空的，大部分α粒子穿过金箔时离核很远，受到的库仑力很小，运动几乎不受影响，因而大部分α粒子穿过金箔后，运动方向几乎不改变．(2)只有少数α粒子从原子核附近飞过，受到原子核的库仑力较大，才发生较大角度的偏转. 温故自查1．光谱：复色光经过色散以后形成的彩色图案称为光谱．2．发射光谱：物体发光直接产生的光谱叫做发射光谱．发射光谱有连续光谱和明线光谱两种．连续光谱由炽热的固体、液体或高压气体所发出的光形成；明线光谱是稀薄气体或蒸气发出的光生成的．原子的特征光谱为明线光谱，不同原子的明线光谱不同．3．吸收光谱：吸收光谱是温度很高的光源发出来的白光，通过温度较低的蒸气或气体后产生的．太阳光谱为吸收光谱．考点精析1．巴尔末系公式n＝3,4,5…，每一个n值对应氢光谱的一条谱线．R＝1.1×107m－1.2．卢瑟福的原子核式结构模型与经典电磁理论的矛盾主要有两点：按照经典电磁理论，电子在绕核做加速运动的过程中，要向外辐射电磁波，因此能量要减少，电子轨道半径也要变小，最终会落到原子核上，因而原子是不稳定的；电子在转动过程中，随着转动半径的缩小，转动频率不断增大，辐射电磁波的频率不断变化，因而大量原子发光的光谱应该是连续光谱．然而事实上，原子是稳定的，原子光谱也不是连续光谱而是线状光谱.温故自查1．玻尔的原子模型：是以假说的形式提出来的，它包括以下三方面的内容：(1)轨道假设：即轨道是的，只能是某些分立的值．(2)定态假设：即不同的轨道对应着不同的状态，这些状态中原子是稳定的，不向外辐射能量．(3)跃迁假设：原子在不同的状态具有不同的，从一个定态向另一个定态跃迁时要或一定频率的光子，该光子的能量等于这两个状态的．量子化能量能量辐射吸收能级差2．能级：在玻尔模型中，原子的可能状态是的，因此各状态对应的能量也是的．这些能量值叫能级．3．基态与激发态：能量状态叫做基态；其他能量状态叫激发态．4．光子的发射与吸收：原子由激发态向基态跃迁时发射出光子，由基态向激发态跃迁时要光子．光子的频率与能级的关系：.不连续不连续最低的吸收hν＝E m－E n考点精析1．对原子跃迁条件的理解(1)原子从低能级向高能级跃迁：吸收一定能量的光子，当一个光子的能量满足hν＝E末－EE初向高能级E末跃迁，而当光子能量hν大初时，才能被某一个原子吸收，使原子从低能级于或小于E末－E初时都不能被原子吸收．(2)原子从高能级向低能级跃迁，以光子的形式向外辐射能量，所辐射的光子能量恰等于发生跃迁时的两能级间的能量差．(3)当光子能量大于或等于13.6eV时，也可以被氢原子吸收，使氢原子电离；当氢原子吸收的光子能量大于13.6eV时，氢原子电离后，电子具有一定的初动能．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为2．氢原子的能级公式和轨道公式设基态轨道的半径为r1，量子数为n的激发态轨道半径为r n，则有：r n＝n2r1(n＝1,2,3…) 设基态能量为E1，量子数为n的激发态能量为E n，则有：E n＝ (n＝1,2,3…)对于氢原子而言，r1＝0.53×10－10m，E1＝－13.6eV温故自查1．天然放射现象：某些元素放射某些射线的现象称为天然放射现象，这些元素称．2．三种射线的本质：α射线是，β射线是，γ射线是．自发地放射性元素氦核流电子流电磁波考点精析贝克勒耳发现天然放射现象，揭开了人类研究原子核结构的序幕．通过对天然放射现象的研究，人们发现原子序数大于83的所有天然存在的元素都有放射性，原子序数小于83的天然存在的元素有些也具有放射性，它们放射出来的射线共有三种，三种射线的本质和特征对比如下表：研究放射线的方法：①在磁场中偏转(如下图1所示)根据≈360，则在磁场中β射线比α射线偏转的更明显．图1 图2②在电场中偏转(如图2所示)设α与β沿初速度方向前进相同的距离L，两者在电场方向上偏转的距离之比：可见在电场中β射线比α射线有较明显的偏转.温故自查1．定义：原子核自发地放出某种粒子而转变为新核的变化叫原子核的．2．分类(1)α衰变：同时放出γ射线(2)β衰变：同时放出γ射线衰变3．半衰期(1)定义：放射性元素的原子核发生衰变需要的时间．(2)半衰期的大小由放射性元素的原子核内部本身的因素决定，跟原子所处的 (如压强、温度等)或 (如单质或化合物)无关．有半数物理状态化学状态4．放射性同位素及应用(1)同位素有些原子的原子核电荷数，但质量数，这样一些具有相同核电荷数和不同中子数的原子互称为同位素．(2)放射性同位素的应用①放射性同位素放出的射线应用于工业、探伤、农业、医疗等．②作示踪原子．相同不同考点精析1．三种衰变的实质(1)α衰变：α衰变的实质是其元素的原子核同时放出由两个质子和两个中子组成的粒子(即氦核)，每发生一次α衰变，新元素与原元素比较，核电荷数减少2，质量数减少4，即，(2)β衰变：β衰变的实质是其元素的原子核内的一个中子变成质子时放射出一个电子，每发生一次β衰变，新元素与原元素比较，核电荷数增加1，质量数不变，即(3)γ衰变：γ衰变是伴随着α衰变或β衰变同时发生的，γ衰变不改变原子核的电荷数和质量数．其实质是放射性原子核在发生α衰变或β衰变时，产生的某些新核由于具有过多的能量(核处于激发态)而辐射出光子．2．原子核衰变时遵守三个守恒电荷数守恒、质量数守恒和动量守恒3．半衰期放射性衰变可理解为由不稳定原子核自发地放射粒子而变成另一原子核的过程，而且并非所有的原子核同时衰变成子核．但无论谁先谁后，谁快谁慢，母核的数目将随时间而不断减少；半衰期就是指放射性元素的原子核半数发生衰变所需的时间，它反映着放射性物质衰变速率的大小，每种放射性元素都有一定的半衰期，是物质的核的属性，与外界条件无关．半衰期的计算可用通过取对数求解指数，并根据关系推算出矿物的生成年代(最典型的是用矿石中铀铅比测定矿物寿命)．核衰变生成的新物质质量m的计算式为m＝(M0－M) ·上式中M0为原来放射性物质总质量，M为剩余的尚未衰变的那部分放射性物质质量，A0为原放射性物质的原子量，A为生成新物质的原子量.温故自查1．核反应：在核物理学中，原子核在其他粒子的轰击下产生新的过程．2．原子核的人工转变：用轰击靶核，产生另一种的方法．原子核高能粒子新核(1)1919年卢瑟福用轰击氮原子核，产生了氧的同位素，第一次实现了原子核的人工转变，并发现了质子，其核反应方程为(2)1932年查德威克用轰击铍核，发现了中子．其核反应方程为(3)1934年约里奥·居里夫妇用人工方法发现了放射性同位素，同时发现了正电子，其核反应方程为α粒子α粒子考点精析1．核反应的四种类型2.书写原子核的核反应方程时应注意：(1)核反应方程一般都不是可逆的，所以核反应方程只能用单向箭头表示反应方向，不能用等号连接．(2)核反应的生成物一定要以实验为基础，不能凭空只依据两个守恒规律杜撰出生成物来写核反应方程．(3)核反应遵循质量数守恒而不是质量守恒，核反应方程中反应前后的总质量一般会发生变化(质量亏损)且释放出核能．(4)当放射性物质发生连续衰变时，原子核中有的发生衰变，有的不发生衰变，同时伴随着辐射.温故自查1．核力：之间的相互作用力叫核力，它是短程力．2．核能：由于原子核间存在核力，所以核子成原子核或原子核分裂为核子时均伴随着巨大的能量变化，这种能量称为核能．3．质能方程：核子结合E＝mc2(ΔE＝Δmc2)4．质量亏损总是发生在系统向外辐射能量的情况下，系统能量减少了，质量自然也就减少了．当系统的质量减少Δm时，系统的能量就减少了ΔE，减少的能量向外辐射出去了．减少的质量转化为光子的质量，减少的能量转化为光子的能量．虽然光子的静止质量为零，但在光子的辐射过程中，具有能量E＝hν，所以运动的光子具有一定的质量．光子运动的速度始终为c，E＝hν＝mc2，所以当一个光子的频率为ν时，它的质量为m＝ .考点精析核能的计算方法1．根据爱因斯坦质能方程列式计算，即ΔE＝Δmc2(Δm的单位：kg)．2．根据1原子质量单位(u)相当于931.5兆电子伏能量，则ΔE＝Δm×931.5MeV(Δm的单位：u,1u＝1.6606×10－27kg).温故自查1．重核的裂变：重核俘获一个中子后分裂成两个(或多个)中等质量核的反应过程，重核裂变的同时放出几个中子，并释放出核能．如：2．轻核的聚变：某些轻核结合成质量较大的核的反应过程，同时释放出大量的核能．要想使氘核和氚核结合成氦核，必须达到的高温，因此聚变反应又叫反应．如：几百万度以上热核3．裂变反应堆：又称核反应堆，简称反应堆．反应堆主要由以下几部分组成：①；②；③；④；⑤．核燃料减速剂控制棒冷却剂反射层考点精析1．热核反应在宇宙中是很普遍的，太阳内部和许多恒星内部，温度高达107K以上，热核反应在那里激烈地进行着．太阳每秒钟辐射出来的能量约为 3.8×1026J，就是热核反应产生的．地球只接受了其中的二十二亿分之一，就使地面温暖，万物生长．但是目前除了氢弹以外，人们还不能控制聚变反应，所以还无法和平利用聚变时释放的核能．2．热核反应和裂变反应相比，具有许多优越性．首先，热核反应释放的能量，就相同质量的核燃料来讲，比裂变反应大．再有，裂变时产生放射性物质，处理起来比较困难，热核反应在这方面的问题要简单得多．第三，热核反应所用的燃料——氘，在地球上的储量非常丰富，1L海水中大约有0.038g氘，如果用来进行热核反应，放出的能量和燃烧300L汽油相当．因此，海水中的氘就是异常丰富的能源．命题规律考查对光电效应规律的理解和爱因斯坦光电效应方程的应用．[考例1] 用绿光照射一光电管，能产生光电效应，欲使光电子从阴极逸出时的最大初动能增大，应( )A．改用红光照射B．增大绿光的强度C．增大光电管上的加速电压D．改用紫光照射[解析] 根据爱因斯坦光电效应方程可知，光电子从阴极逸出时最大初动能为E km＝＝hν－W.改用红光照射，由于红光光子的频率比绿光的小，可能无法产生光电效应．即使能产生，光电子从阴极逸出时的最大初动能也将减小．故选项A错误．增大绿光强度，仅能使每秒从阴极逸出的光电子数增加，不会改变光电子的最大初动能．故选项B错误．增大光电管上的加速电压，仅能增大光电子到达阳极板时的动能．故选项C错误．改用紫光照射，由于紫光光子的频率比绿光的大，才能使光电子逸出的最大初动能增大．所以选项D正确．[答案] D[总结评述] 根据爱因斯坦光电效应方程：hν＝W＋E km，逸出功W对某一金属而言是不变的，要想增大E km，只能增大入射光的频率．研究光电效应规律的实验装置如图甲所示，以频率为ν1和ν2的两种光分别照射光电管阴极K时，都有光电子产生．在光电管的两极K、A之间加反向电压时，光电子从阴极K发射出来后向阳极A做减速运动．当电流表G读数为零时，电压表V的读数称为反向截止电压．在光电管K、A之间加正向电压时，光电子从阴极K发射出来向阳极A做加速运动，当电流表G的读数为最大时，称为饱和光电流．由电压表V和电流表G的读数，可画出两种光照射时光电管的伏安特性曲线如图乙所示．以下说法正确的是( )A．两种光分别照射光电管时，阴极K的极限频率不同B．两种光分别照射光电管时，光电子从阴极K表面逸出时间的长短不同C．两种光的频率不同D．两种光的强度不同[解析]阴极K的极限频率由其材料决定，与入射光无关，A错；光电效应发生的时间极短，且时间的长短与入射光无关，B错；由图乙可知，两种光照射时，光电管的反向截止电压相同，则光电子的最大初动能全部用来克服电场力做功，由eU＝＝hν－W可知，这两种光实际是同频率的光，C错；频率相同的两束光照射，光的强度大则饱和光电流大，图乙显示饱和光电流不同，表示入射光强度不同，D正确．[答案] D命题规律考查光的波粒二象性的理解、物质波的理解[考例2] 人类对光的本性的认识经历了曲折的过程．下列关于光的本性的陈述正确的是( )A．牛顿的“微粒说”与爱因斯坦的“光子说”本质上是一样的B．任何一个运动着物体，都具有波动性C．麦克斯韦预言了光是一种电磁波D．光波是概率波[解析]牛顿的“微粒说”是牛顿所描绘的那种遵循经典力学规律的机械微粒，与“光子说”不同，故选项A错．任何一个运动着的物体，都具有波动性，这种波叫做物质波，故选项B 对．光子在空间各点出现的概率，可以用波动规律来描述，即光波是概率波，选项D对．答案为BCD.[答案]BCD物理学家做了一个有趣的实验：在双缝干涉实验中，在光屏处放上照相底片，若减弱光电流的强度，使光子只能一个一个地通过狭缝，实验结果表明，如果曝光时间不太长，底片上只出现一些不规则的点子；如果曝光时间足够长，底片上就会出现规则的干涉条纹，对这个实验结果有下列认识，正确的是( )A．曝光时间不长时，出现不规则的点子，表现出光的波动性B．单个光子通过双缝后的落点无法预测C．干涉条纹中明亮的部分是光子到达机会较多的地方D．只有大量光子的行为才能表现出光的粒子性[解析]由于光波是一种概率波，故B、C正确．A中的现象说明了光的粒子性，个别光子的行为才通常表现出粒子性，故A、D错误．[答案]BC命题规律考查α粒子散射实验条件、实验现象、实验结论．[考例3] 在α粒子散射实验中，α粒子穿过某一金属原子核附近的示意图，如图所示，A、B、C分别位于两个等势面上，则以下说法中正确的是( )A．α粒子在A处的速度比在B处的速度小B．α粒子在B处的速度最大C．α粒子在A、C两处的速度大小相等D．α粒子在B处的速度比在C处的速度要小[解析]从A到B，电场力做负功，α粒子的速度减小，从B到C，电场力做正功，α粒子的速度增大，所以选项A、B错，D正确．由于A、C处于同一等势面上，根据动能定理得粒子在A、C两处的速度大小相等，所以选项C也正确．[答案]CD卢瑟福的原子核式结构理论的主要内容有( )A．原子的中心有个核叫原子核B．原子的正电荷均匀分布在整个原子中C．原子全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里D．带负电的电子在核外绕着核旋转[解析]卢瑟福的原子核式结构结论的主要内容是：在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕核旋转，由此可见B选项错，A、C、D选项正确．[答案]ACD[解析]卢瑟福的原子核式结构结论的主要内容是：在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕核旋转，由此可见B选项错，A、C、D选项正确．[答案]ACD命题规律考查对玻尔理论的理解和氢原子跃迁、电离能量的计算．[考例4] (2009·全国卷Ⅱ)氢原子的部分能级如图所示．已知可见光的光子能量在 1.62eV 到3.11eV之间．由此可推知，氢原子( )A．从高能级向n＝1能级跃迁时发出的光的波长比可见光的短B．从高能级向n＝2能级跃迁时发出的光均为可见光C．从高能级向n＝3能级跃迁时发出的光的频率比可见光的高D．从n＝3能级向n＝2能级跃迁时发出的光为可见光[解析]从高能级向n＝1能级跃迁的过程中辐射出的最小光子能量为10.20eV，不在1.62eV 到3.11eV之间，A对；已知可见光子能量在1.62eV到3.11eV之间，从高能级向n＝2能级跃迁时发出的光的能量小于或等于3.40eV，B错；从高能级向n＝3能级跃迁时发出的光的频率小于或等于1.51eV，C错；从n＝3能级跃迁到n＝2能级的过程中释放的光的能量等于1.89eV，介于1.62eV到3.11eV之间，所以是可见光，D对．[答案]AD(2009·全国卷Ⅰ)氦氖激光器能产生三种波长的激光，其中两种波长分别为λ1＝0.6328μm，λ2＝3.39μm.已知波长为λ1的激光是氖原子在能级间隔为ΔE1＝1.96eV的两个能级之间跃迁产生的．用ΔE2表示产生波长为λ2的激光所对应的跃迁的能级间隔，则ΔE2的近似值为( )A．10.50eV B．0.98eVC．0.53eV D．0.36eV[答案] D命题规律考查原子核发生α衰变，β衰变的次数及反应方程的书写．[考例5] 本题中用大写字母代表原子核．E经α衰变成为F，再经β衰变变成为G，再经α衰变变成为H.上述系列衰变可记为：另一系列衰变记为：已知P是F的同位素，则( )A．Q是G的同位素，R是H的同位素B．R是E的同位素，S是F的同位素C．R是G的同位素，S是H的同位素D．Q是E的同位素，R是F的同位素[解析]由题意P是F的同位素，设它们的核电荷数为Z，质量分别为A′、A，又原子核每发生一次α衰变，核的质量数减少4，电荷数少2；每发生一次β衰变，质量数不变，电荷数增加1，则题中衰变关系可写为：故由上述衰变关系可知R是E的同位素、S是F的同位素，答案是B.[答案] B(2009·浙江宁波)原子核A发生α衰变后变为原子核X，原子核B发生β衰变后变为原子核Y，已知原子核A和原子核B的中子数相同，则核X和Y的中子数和a、b、c、d的关系可能是( )A．X的中子数比Y少1B．X的中子数比Y少3C．如果a－d＝2，则b－c＝3D．如果a－d＝2，则b－c＝1[解析]核反应分别为其中原子核A的中子数为(a＋4)－(b＋2)＝a－b＋2，原子核B的中子数为d－(c－1)＝d－c＋1，两者相同a－b＋2＝d－c＋1，即a－b＋1＝d－c，而X的中子数为a－b，Y的中子数为d－c，(d－c)－(a－b)＝1，A对，B错；因a－d＋1＝b－c，C对，D错，故选A、C.[答案]AC命题规律考查质能方程的应用及与力、电磁的综合应用．[考例6] (2009·山东)历史上第一次利用加速器实现的核反应，是用加速后动能为0.5MeV 的质子H轰击静止的X，生成两个动能为8.9MeV的He.(1MeV＝1.6×10－13J)①上述核反应的方程为______________________．②质量亏损为____________kg.(2009·江苏)在β衰变中常伴有一种称为“中微子”的粒子放出．中微子的性质十分特别，因此在实验中很难探测，1953年，莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统，利用中微子与水中H的核反应，间接地证实了中微子的存在．(1)中微子与水中的H发生核反应，产生中子和正电子即中微子＋可以判定，中微子的质量数和电荷数分别是________．(填写选项前的字母)A．0和0 B．0和1C．1和0 D．1和1(2)上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体后，可以转变为两个光子(γ)，即已知正电子和电子的质量都为9.1×10－31kg，反应中产生的每个光子的能量约为________J．正电子与电子相遇不可能只转变为一个光子，原因是________．(3)试通过分析比较，具有相同动能的中子和电子的物质波波长的大小．[解析](1)由核反应中质量数守恒和电荷数守恒可知A正确．(2)由能量守恒有2E＝2m e c2，所以E＝m e c2＝9.1×10－31×(3.0×108)2J＝8.2×10－14J.反应过程中动量守恒且总动量为零．(3)粒子的动量p＝物质波的波长λ＝由m n>m e，知p n>p e，则λn<λe.[答案](1)A (2)8.2×10－14遵循动量守恒(3)λn<λ e。

第2讲 原子结构 原子核知识要点一、原子结构1.电子的发现：英国物理学家汤姆孙发现了电子。

2.原子的核式结构 (1)α粒子散射实验：1909～1911年，英国物理学家卢瑟福和他的助手进行了用α粒子轰击金箔的实验，实验发现绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来方向前进，但有少数α粒子发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于90°，也就是说它们几乎被“撞”了回来。

(如图1所示)图1(2)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。

二、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3.氢原子光谱的实验规律：巴耳末系是氢光谱在可见光区的谱线，其波长公式1λ＝R ⎝ ⎛⎭⎪⎫122－1n 2，(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。

三、氢原子的能级、能级公式1.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hν＝E m－E n。

(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。

2.氢原子的能级能级图如图2所示图2四、天然放射现象和原子核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，首先由贝克勒尔发现。

天然放射现象的发现，说明原子核具有复杂的结构。

课时1 光电效应波粒二象性1.黑体辐射与能量子(1)黑体与黑体辐射①黑体是指能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体。

②黑体辐射随着温度的升高,各种波长的辐射强度都增加。

③黑体辐射随着温度的升高,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。

(2)能量子①普朗克认为带电微粒辐射或者吸收能量时,只能辐射或吸收某个最小能量值的整数倍,这个不可再分的最小能量值叫作能量子。

②能量子ε=hν,其中ν是指电磁波的频率,h称为普朗克常量,h=6.626×10-34J·s。

(3)普朗克对黑体辐射现象的解释由于传统经典理论无法解释黑体辐射的实验规律,普朗克提出能量子假说。

普朗克能量子的假说完美地解释了黑体辐射的实验规律。

2.光电效应(1)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:从光电效应现象中发射出来的电子。

(3)光电效应现象的实验规律①每种金属都有一个极限频率,入射光的频率必须大于1.(2018江西宜春第一次调研)(多选)黑体辐射的实验规律如图所示,由图可知()。

A.随温度升高,各种波长的辐射强度都有增加B.随温度降低,各种波长的辐射强度都有增加C.随温度升高,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动D.随温度降低,辐射强度的极大值向波长较长的方向移动答案ACD2.(2019河南文昌质量调研)近年来,士兵在军事行动中都配带“红外夜视仪”,在夜间也能清楚地看见目标,主要是因为()。

A.“红外夜视仪”发射出强大的红外线,照射被视物体B.一切物体均在不停地辐射红外线C.一切高温物体均在不停地辐射红外线D.“红外夜视仪”发射出X射线,被照射物体受到激发而发出红外线答案B3.(2019四川绵竹摸底考试)有一束紫外线照射某金属时不能发生光电效应,可能使该金属发生光电效应的措施是()。

A.改用频率更小的紫外线照射B.改用X射线照射C.改用强度更大的原紫外线照射D.延长原紫外线的照射时间B或等于这个极限频率才能产生光电效应。