光电效应反应式
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光电效应方程<p>光电效应方程是物理学界一个重要的概念,它说明了光在物体表面的作用。
1887年,爱因斯坦做出了一项重要的发现,对物理学的发展产生了深远的影响。
他的研究发现,任何表面都可以吸收光,激发出一些电子,从而产生一种带有正负电荷的电界,称为光电效应。
</p><p>爱因斯坦的发现引起了物理学家们的极大兴趣,特别是关于光电效应方程的研究。
1920年,英国物理学家沃森和英国物理学家佩克尔在《英国数学期刊》上发表了他们提出的光电效应方程。
沃森和佩克尔提出的方程式是:(E)=(K)×(F)×(I),其中E是光电效应的电势,K是一个系数,F是表面积,I是光照度。
沃森和佩克尔的研究加深了人们对光电效应的理解,并为其他物理学家做出了重要贡献。
</p><p>当前,光电效应方程得到了更广泛的应用,它被广泛应用于材料物理学、化学物理学、小分子复合物理学、光催化反应等研究领域。
在材料物理学中,研究人员可以利用光电效应方程来计算材料表面的光学性能,如反射率、吸收率等,并根据测量的结果来对材料进行深入的研究。
同样,在化学物理学方面,光电效应方程可以用来研究分子间的相互作用,从而更深入地探索化学反应的本质。
</p><p>此外,光电效应方程在光催化反应的研究中也发挥着重要作用,已经有一些研究表明,光电效应方程不仅可以定量描述光催化反应,而且还可以用来优化反应条件,有助于提高反应效率。
</p><p>因此,光电效应方程是一个重要的物理学概念,它已经被广泛应用于材料物理学、化学物理学、小分子复合物理学、光催化反应等研究领域,给物理学研究带来了深远的影响。
基于这些发现,未来肯定会有更多的研究人员对光电效应方程进行深入的研究,以进一步深入地理解光电效应的本质,并从中挖掘出新的应用。
光电效应理论及应用光电效应是一种光与物质交互作用的现象,在物理学、化学、材料学、能源等领域有着广泛的应用。
本文将介绍光电效应的基本理论,探讨其应用在各个领域中的意义和作用。
一、光电效应基本理论光电效应是指当光线射到某些金属表面时,会将一部分电子从金属中解离出来。
这些电子可以被称为光电子。
光电子的种类和数量与金属、光线的性质有关。
光电效应的基本原理可以简化为下面两个步骤:1. 光线与金属相互作用,将其能量传递给金属表面。
2. 光能将激发或启动金属表面电子的动能,从而使之能脱离金属表面成为自由电子。
根据这个原理,可以得出光电效应的基本公式 E=hv-φ0,其中E为光电子的最大动能,h为普朗克常数,v为光子的频率,φ0为金属表面的逸出功。
利用这个公式,可以测量光线的频率,或者测定不同金属表面的逸出功。
二、光电效应在能源领域中的应用1. 光伏发电光伏发电是利用材料的光电效应转化太阳能为电能的技术。
通过将材料暴露在光源下,光子将射入材料中并将激发电子。
当这些激发的电子与孔子相遇,便会产生电流。
通过将大量这样的组件串联在一起,就会产生足够的电能。
目前太阳能板是光伏发电的一个应用例子。
2. 光化学反应通过光化学反应,可以利用光能来激发物质在反应中的化学转化。
这种转化可以通过光电效应的基本原理来实现。
利用光能,可以将金属表面的电子激发成为活动态电子,从而在化学反应中发挥能量贡献。
例如,在有机合成、制造新型催化剂、节能降耗等领域中都有着广泛的应用。
三、光电效应在生物、医学领域中的应用1. 光动力疗法光动力疗法是利用光能产生的光反应来杀死病原体的一种疗法。
利用光能对生物真菌、肿瘤细胞等进行照射,使这些细胞被杀死,以消除于大致治愈体内的病原体。
该技术的主要优点是其与射频预期比较简单安全,并且不会对健康的细胞造成太大的破坏。
2. 光遗传学光遗传学是利用光反应控制基因表达的一种技术。
通过针对特定的基因进行设计,使特定的基因表达受到光线的控制。
爱因斯坦光电效应方程组
爱因斯坦光电效应方程是用来描述光电效应过程中光电子动能与其相关物理量之间关系的公式。
具体来说,它有三个重要的公式:
1. 光子能量公式:E=hv,其中E表示光子能量,h表示普朗克常量,v表示入射光频率。
这个公式表明每一份光子能量跟它的频率成正比。
2. 爱因斯坦光电效应方程:Ek=hv-Wo,其中Ek表示动能最大的光电子所具有的能量,h表示普朗克常量,v表示入射光的频率,W0表示逸出功。
这个方程求的是动能最大的光电子所具有的能量,用入射光子能量减去逸出功等于光电子出来的正能量。
3. 截止电压公式:Ek=eUc,其中Ek表示光电子出来的动能,e表示电子的电荷量,Uc表示截止的电压。
这个公式是通过实验得到的,当外电路电压调到一定值的时候电子就进不了电路中,此时电子走到负极所做的功刚好就等于电子出来的动能。
以上信息仅供参考,建议查阅关于光电效应的书籍或咨询物理学专业人士以获取更准确的信息。
大学物理化学公式总结大学物理化学是自然科学中的重要分支,主要研究物质的结构、性质和变化规律。
在物理化学的学习中,公式是不可或缺的工具,能够帮助我们更好地理解和计算各种物理和化学现象。
下面我将总结一些常见的物理化学公式。
一、热力学1. 熵变公式:ΔS = S_final - S_initial2. 焓变公式:ΔH = H_final - H_initial3. 内能变化公式:ΔU = Q + W4. 等温过程熵变:ΔS = nRln(V_final/V_initial)5. 等温过程内能变化:ΔU = 0二、量子力学1. 德布罗意波长:λ = h/(mv)2. 薛定谔方程:Ĥψ = Eψ3. 单电子波函数:ψ = ψ(r,t)4. 束缚能级:E = -13.6eV/n^25. 能态数:N = 2n^2三、热力学平衡1. 平衡常数表达式:K = ([C]^c[D]^d) / ([A]^a[B]^b)2. 平衡常数和自由能变化的关系:ΔG = -RTlnK3. 反应速率表达式:v = k[A]^a[B]^b4. 阿累尼乌斯方程:ln(k2/k1) = (Ea/R)(1/T1 - 1/T2)四、电化学1. 法拉第定律:i = nFv2. 电解质浓度与导电率的关系:κ = λC3. 电解质浓度与摩尔导电率的关系:κ = λC4. 电解质摩尔导电率与离子浓度的关系:λ = κ/C五、化学动力学1. 反应速率表达式:v = k[A]^a[B]^b2. 速率常数和反应物浓度的关系:k = Ae^(-Ea/RT)3. 反应活化能:Ea = RT(ln(k/T) - ln(A))4. 反应级数:n = d(log[A])/dt = d(log[B])/dt = ...六、光化学1. 光电效应能量关系:E = hf = h(c/λ)2. 跃迁能级差:ΔE = E_final - E_initial3. 确定量子数:nλ = 2πr4. 单色光弹性散射能量变化:ΔE = 2(E_final - E_initial)以上只是其中一部分常见的物理化学公式,这些公式在研究和解决物理化学问题时起到了重要的作用,帮助我们理解和预测各种现象。
第七章:光电效应属于爱因斯坦的桂冠今天这一章我们来讲讲光电效应。
光电效应是指光束照射在金属表面会使其发射出电子的物理效应。
发射出来的电子称为“光电子”。
要发生光电效应,光的频率必须超过金属的特征频率。
1887年,德国物理学者海因里希·赫兹发现,紫外线照射到金属电极上,可以帮助产生电火花。
1905年,阿尔伯特·爱因斯坦发表论文《关于光产生和转变的一个启发性观点》,给出了光电效应实验数据的理论解释。
爱因斯坦主张,光的能量并非均匀分布,而是负载于离散的光量子(光子),而这光子的能量和其所组成的光的频率有关。
这个突破性的理论不但能够解释光电效应,也推动了量子力学的诞生。
由于“他对理论物理学的成就,特别是光电效应定律的发现”,爱因斯坦获1921年诺贝尔物理学奖。
光照射到金属上,引起物质的电性质发生变化。
这类光变致电的现象被人们统称为光电效应。
光电效应分为光电子发射、光电导效应和阻挡层光电效应,又称光生伏特效应。
前一种现象发生在物体表面,又称外光电效应。
后两种现象发生在物体内部,称为内光电效应。
光束里的光子所拥有的能量与光的频率成正比。
假若金属里的电子吸收了一个光子的能量,而这能量大于或等于某个与金属相关的能量阈值(称为这种金属的逸出功),则此电子因为拥有了足够的能量,会从金属中逃逸出来,成为光电子;若能量不足,则电子会释出能量,能量重新成为光子离开,电子能量恢复到吸收之前,无法逃逸离开金属。
增加光束的辐照度(光束的强度)会增加光束里光子的密度,在同一段时间内激发更多的电子,但不会使得每一个受激发的电子因吸收更多的光子而获得更多的能量。
换言之,光电子的能量与辐照度无关,只与光子的能量、频率有关。
逸出功 W 是从金属表面发射出一个光电子所需要的最小能量。
如果转换到频率的角度来看,光子的频率必须大于金属特征的极限频率,才能给予电子足够的能量克服逸出功。
逸出功与极限频率 v0之间的关系为:W=h*v0。
专题十五光电效应能级跃迁原子核高频考点·能力突破考点一光电效应规律的应用1.光电效应两条对应关系(1)光子频率高→光子能量大→光电子的最大初动能大;(2)光照强度大(同种频率的光)→光子数目多→发射光电子多→光电流大.2.定量分析时应抓住三个关系式例1 [2022·河北卷]如图是密立根于1916年发表的钠金属光电效应的遏止电压U c与入射光频率ν的实验曲线,该实验直接证明了爱因斯坦光电效应方程,并且第一次利用光电效应实验测定了普朗克常量h.由图像可知( )A.钠的逸出功为hνcB.钠的截止频率为8.5×1014HzC.图中直线的斜率为普朗克常量hD.遏止电压U c与入射光频率ν成正比[解题心得]预测1 [2022·全国冲刺卷]胶片电影利用光电管把“声音的照片”还原成声音,原理如图所示,在电影放映机中用频率为ν、强度不变的一极窄光束照射声音轨道,由于影片上各处的声音轨道宽窄不同,在影片移动的过程中,通过声音轨道后的光强随之变化,射向光电管后,在电路中产生变化的电流,经放大电路放大后,通过喇叭就可以把声音放出来.则( )A.只减小光的频率,一定可以还原出声音B.只增大光的强度,一定可以还原出声音C.a端为电源正极D.a端为电源负极预测 2 [2022·湖南押题卷]某同学欲探测某种环境下是否有频率高于7.73×1014 Hz 的电磁波辐射,利用光电效应现象自制了一个探测器,如图所示.当环境中含有高于此频率的电磁波时灵敏电流表有示数.下表给出了几种金属的极限频率.则( )A.发生光电效应的金属板应该选用金属钙B.如果发生光电效应的金属板选择金属钠,则电流表有示数时,环境中一定含有频率高于7.73×1014 Hz的电磁波C.要想提高仪器的灵敏度,电流表选灵敏一些的,两板间距选适当大一些的D.如果在两板间加上“左正右负”的电压,效果会更好预测3 [2022·湖南押题卷](多选)用如图所示的装置研究光电效应现象,光电管阴极K与滑动变阻器的中心抽头c相连,光电管阳极与滑动变阻器的滑片P相连,初始时滑片P 与抽头c正对,电压表的示数为0(电压表0刻线在表盘中央).在移动滑片P的过程中,光电流I随电压表示数U变化的图像如图所示,已知入射光的光子能量为1.6 eV.下列说法正确的是( )A.当滑片P与c正对时,电路中有光电流B.当U=-0.6 V时,滑片P位于a、c之间C.阴极材料的逸出功为1.0 eVD.当U=0.8 V时,到达阳极的光电子的最大动能为2.4 eV考点二玻尔理论和能级跃迁1.玻尔理论的三条假设2.解决氢原子能级跃迁问题的三点技巧(1)原子跃迁时,所吸收或辐射的光子能量只能等于两能级的能量差.(2)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,剩余能量为自由电子的动能.(3)一个氢原子跃迁发出的可能光谱线条数最多为(n-1),而一群氢原子跃迁发出的可能光谱线条数可用N=C n2=n(n−1)求解.2例2 [2022·浙江6月]如图为氢原子的能级图.大量氢原子处于n=3的激发态,在向低能级跃迁时放出光子,用这些光子照射逸出功为2.29 eV的金属钠.下列说法正确的是( )A.逸出光电子的最大初动能为10.80 eVB.n=3跃迁到n=1放出的光子动量最大C.有3种频率的光子能使金属钠产生光电效应D.用0.85 eV的光子照射,氢原子跃迁到n=4激发态[解题心得]例4 [2022·东北三省四市联考]氦离子(He+)和氢原子一样.原子核外只有一个电子,因此它们有着相似的能级图,如图所示为氢原子和氦离子的能级图.一群处于量子数n=4的激发态的氦离子,能够自发地跃迁到较低的能量状态,并向外辐射光子.已知金属钨的逸出功为4.54 eV.则向外辐射多种频率的光子中( )A.最多有3种频率的光子B.能使金属钨发生光电效应的有3种频率的光子C.能够使处于基态的氢原子电离的有3种频率的光子D.能够使处于基态的氢原子跃迁的有4种频率的光子例5 [2022·山东押题卷]为了更形象地描述氢原子能级和氢原子轨道的关系,作出如图所示的能级轨道图,处于n=4能级的氢原子向n=2能级跃迁时辐射出可见光a,处于n =3能级的氢原子向n=2能级跃迁时辐射出可见光b,则以下说法正确的是( )A.a光照射逸出功为2.14 eV的金属时,光电子的最大初动能为0.41 eVB.a光的波长比b光的波长长C.辐射出b光时,电子的动能和电势能都会变大D.一个处于n=4能级的氢原子自发跃迁可释放6种频率的光考点三衰变、核反应与核能的计算1.核衰变问题(1)核衰变规律:m=(12)tt1/2m0,N=(12)tt1/2N0.(2)α衰变和β衰变次数的确定方法①方法一:由于β衰变不改变质量数,故可以先由质量数改变确定α衰变的次数,再根据电荷数守恒确定β衰变的次数.②方法二:设α衰变次数为x ,β衰变次数为y ,根据质量数和电荷数守恒列方程组求解.2.核能的计算方法(1)根据爱因斯坦质能方程,用核反应亏损的质量乘真空中光速c 的平方,即ΔE =Δmc 2(J).(2)根据1 u(原子质量单位)相当于931.5 MeV 的能量,用核反应的质量亏损的原子质量单位数乘931.5 MeV ,即ΔE =Δm ×931.5 (MeV).3.常见的核反应 (1)衰变 (2)重核裂变 (3)轻核聚变 (4)人工转变例3 [2022·全国甲卷]两种放射性元素的半衰期分别为t 0和2t 0,在t =0时刻这两种元素的原子核总数为N ,在t =2t 0时刻,尚未衰变的原子核总数为N3,则在t =4t 0时刻,尚未衰变的原子核总数为( )A .N12B .N9C .N8D .N6[解题心得]预测6 [2022·历城二中测评]2021年12月30日,中国“人造太阳”——全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)再次创造新的世界纪录,实现1 056秒的长脉冲高参数等离子体运行.大科学工程“人造太阳”通过核反应释放的能量用来发电,其主要的核反应过程可表示为( )A.t 12+12H―→23He +01tB . 714t +24He―→ 817t +11tC . 92235t +01n―→ 56141tt +3692tt +301tD . 92235U―→ 90234Th +24tt预测7 [2022·辽宁卷]2022年1月,中国锦屏深地实验室发表了首个核天体物理研究实验成果.表明我国核天体物理研究已经跻身国际先进行列.实验中所用核反应方程为Mg 2312―→A t 2613,已知X 、Mg 1223、Al 1326的质量分别为m 1、m 2、m 3,真空中的光速为c ,该反应中释放的能量为E .下列说法正确的是( )A .X 为氘核H 12B .X 为氚核H 13C .E =(m 1+m 2+m 3)c 2D .E =(m 1+m 2-m 3)c 2预测8 (多选)2021年9月,在甘肃省武威市全球首台钍基熔盐核反应堆进行试运行放电,也标志着我国成为世界上第一个对第四代核电技术进行商业化试验运营的国家.反应堆工作原理如图所示,钍232(Th 23290)吸收一个中子后会变成钍233,钍233 不稳定,会变成易裂变核素铀233(U 23392).下列说法正确的是( )A .钍233变成铀233的核反应方程式是:t 90232t―→tt 91233+t −10,tt 91233―→U 92233+t −10B .中间产生的新核镤233(tt 91233)从高能级向低能级跃迁时,会伴随γ辐射C .新核铀233(U 92233)的结合能小于钍233(t 90232t )D .核反应堆是通过核裂变把核能直接转化为电能发电预测9 [2022·辽宁押题卷]碳14是宇宙射线撞击空气中的氮14原子所产生,具有放射性,碳14原子发生β衰变转变为氮14.生物存活期间需要呼吸,其体内的碳14含量大致不变;生物停止呼吸后,体内的碳14开始减少.可以根据死亡生物体内残余碳14含量来推断它的死亡时间.碳14各个半衰期所剩原子比例如图所示,某古木样品中14C 的比例正好是现代植物所制样品的三分之一.下列说法正确的是( )A .碳14的衰变方程式为C 614―→N 714+t −10B .该古木的年代距今大于11 460年C .14C 和14N 中含有的中子个数相等D .如果古木处于高温、高压下测量结果可能有较大误差素养培优·情境命题 与近代物理相关的生活、科技问题与近代物理相关的科技问题相对较多,与我们生活接近的有:放射治疗、辐照保鲜、烟雾报警器等,与生产科技有关的有:射线测厚装置、示踪原子、光伏发电、核电站等.要解决科技发展问题必须要了解科技问题背后的原理.放射治疗、辐照保鲜、射线测厚装置、示踪原子等是利用了放射性同位素的射线,烟雾报警器、光伏发电利用了光电效应,核电站利用了核裂变.情境1 [2022·浙江6卷](多选)秦山核电站生产C 614的核反应方程为N 714+t 01―→C 614+X ,其产物C 614的衰变方程为C 614―→t 714+t −10.下列说法正确的是( )A .X 是H 11B .C 614可以用作示踪原子 C .t −10来自原子核外D .经过一个半衰期,10个C 614将剩下5个[解题心得]情境2 (多选)2021年4月13日日本政府宣布将向太平洋倾倒逾125万吨福岛核电站内储存的核废水,消息一出举世哗然.福岛核电站的裂变材料是铀235,核废水含有大量的氚以及钡141、氪92、锶90、钴60、碘129、钉106等放射性核素.由于含氚的水和普通的水具有相同的化学性质,物理性质也相近,因而现有的废水处理技术很难去除,铀235的半衰期大约为12.5年.针对这一事件,下列同学的观点正确的是( )A .为了保护海洋环境,日本政府应在12.5年后再排放经过处理的核废水B .比较铀235、钡141、氪92、锶90的原子核,铀235的平均核子质量最大C .比较铀235、钡141、氪92、锶90的原子核,铀235的比结合能最大D .核反应方程:t 92235+t 01―→tt 56141+tt 3692+3X 中的X 是中子n 01[解题心得]情境3 (多选)红外测温具有响应时间快、非接触、安全准确的优点,在新冠疫情防控中发挥了重要作用.红外测温仪捕捉被测物体电磁辐射中的红外线部分,将其转变成电信号.图甲为红外线光谱的三个区域,图乙为氢原子能级示意图.已知普朗克常量h =6.63×10-34J·s,光在真空中的速度c =3.0×108m/s ,下列说法正确的是( )A .红外线光子能量的最大值约为1.64 eVB .氢原子从n =3能级向n =2能级跃迁时释放出的光子能被红外测温仪捕捉C.大量氢原子从n=4能级向低能级跃迁时,红外测温仪可捕捉到2种频率的红外线D.大量处于n=2激发态的氢原子吸收能量为2.86 eV的光子后,辐射出的光子可能被红外测温仪捕捉[解题心得]情境4 [2022·山东青岛二模](多选)如图为某同学设计的一个光电烟雾探测器,光源S发出一束波长为0.8 μm的红外线,当有烟雾进入探测器时,来自S的红外线会被烟雾散射进入光电管C,当红外线射到光电管中的金属表面时发生光电效应,当光电流大于8×10-9A时,便会触发报警系统.已知元电荷e=1.6×10-19C,光在真空中的传播速度为3×108 m/s.下列说法正确的是( )A.光电流的大小与光照强度无关B.若光源发出的是可见光,则该装置将会失去报警功能C.该金属的极限频率小于3.75×1014 HzD.若射向光电管C的光子中有10%会产生光电子,当报警器报警时,每秒射向该金属表面的光子数最少为5×1011个[解题心得]专题十五 光电效应 能级跃迁 原子核高频考点·能力突破考点一例1 解析:根据遏止电压与最大初动能的关系有eU c =E kmax ,根据爱因斯坦光电效应方程有E kmax =hν-W 0,结合图像可知,当U c 为0时,解得W 0=hνc ,A 正确;钠的截止频率为νc ,根据图像可知,截止频率约为5.5×1014Hz ,B 错误;结合遏止电压与光电效应方程可解得U c =h e ν-W 0e ,对比遏止电压U c 与入射光频率ν的实验曲线可知,图中直线的斜率表示h e ,C 错误;根据遏止电压与入射光的频率关系式可知,遏止电压U c 与入射光频率ν成线性关系,不是成正比,D 错误.答案:A预测1 解析:只增大光的频率,肯定有光电子从光电管的阴极到达阳极,从而使电路导通,一定可以还原出声音,反之则不一定发生光电效应现象使电路导通,故A 、B 错误;光照射部分为阴极材料,光电子到达另一侧,在电场力作用下到达电源正极,故a 端为电源正极,故C 正确,D 错误.答案:C预测2 解析:根据题表数据可知金属钙的极限频率为7.73×1014Hz ,只有当环境中有高于7.73×1014 Hz 的电磁波辐射时,才能使光电子从钙板中逸出,从而使灵敏电流表有示数,所以发生光电效应的金属板应该选用金属钙,故A 正确;根据题表数据可知金属钠的极限频率为5.53×1014 Hz ,如果发生光电效应的金属板选择金属钠,则电流表有示数时,环境中一定含有频率高于5.53×1014 Hz 的电磁波,不一定含有频率高于7.73×1014 Hz 的电磁波,故B 错误;要想提高仪器的灵敏度,电流表选灵敏一些的,且为了能够使光电子能够更易到达阳极,两板间距应选适当小一些的,故C 错误;如果在两板间加上“左负右正”的电压,光电子受到向右的电场力,更易到达阳极,效果会更好,故D 错误.答案:A预测3 解析:当滑片P 与c 正对时,光电管两端无电压,由题中右图可以看出光电流不为零,故A 正确;由图可知,当U =-0.6 V 时,光电流为0即为遏止电压,即光电管两端接反向电压,则阴极电势应更高,滑片P位于b、c之间,故B错误;由光电效应方程有E k=hν-W0,由图可知,当U=0.6 V时,光电流为0即为遏止电压,则有-0.6 eV=0-E k 联立解得W0=1.0 eV,故C正确;光电子逸出时的最大初动能为E k0=hν-W0=0.6 eV,当U=0.8 V时由动能定理得eU=E k-E k0,得E k=eU+E k0=(0.8+0.6)eV=1.4 eV,故D错误.答案:AC考点二例2 解析:氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级时释放的光子能量最大,频率也最大,能量为E1=(-1.51 eV)-(-13.6 eV)=12.09 eV,照射逸出功为2.29 eV的金属钠,光电子的最大初动能为E km=E1-W=9.8 eV,频率大的光子波长小,根据p=h可知频率大的光子λ动量大,A错误,B正确;氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级时释放的光子能量为E2=(-1.51 eV)-(-3.4 eV)=1.89 eV<W,该光子不能使金属钠发生光电效应,可知有2种频率的光子能使金属钠产生光电效应,C错误;-1.51 eV+0.85 eV=-0.66 eV,可知氢原子不能吸收该光子从n=3能级跃迁到n=4能级,D错误.答案:B预测4 解析:一群氦离子从n=4能级向低能级跃迁时可以辐射出6种频率的光子,A 选项错误;其中只有从n=4能级向n=3能级跃迁时所辐射出的光子能量小于4.54 eV,不能使金属钨发生光电效应,故共有5种频率的光子能使金属钨发生光电效应,故B选项错误;因为要使处于基态的氢原子发生电离,所需要的光子能量只要达到13.6 eV就可以,根据辐射光子能量等于氦离子能级跃迁前后两能级的能量差可得,有3种频率的光子能使处于基态的氢原子电离,故C选项正确;氦离子只有从n=4能级向n=2能级跃迁时辐射出的光子能量,等于氢原子n=1能级与n=2能级之间的能量差,可使处于基态的氢原子跃迁,故D 选项错误.答案:C预测5 解析:a光的光子能量E a=E4-E2=2.55 eV,b光的光子能量E b=E3-E2=1.89 ,可知λb>λa,B错误;a光照射逸出功W0=2.14 eV的金属时,由于E a>W0 eV,根据E=h cλ能发生光电效应,光电子的最大初动能E k=E a-W0=0.41 eV,A正确;辐射出b光时,电子做圆周运动的半径减小,动能增加,电场力做正功,电势能减小,C错误;一个处于n=4能级的氢原子自发跃迁时,释放出不同频率光的种类最多的情况为n=4→n=3→n=2→n=1,即最多能释放3种频率的光,D错误.考点三例3 解析:设两种放射性元素的原子核原来总数分别为N 1和N 2,则N =N 1+N 2,因为N 余=(12)t T ·N 原,所以t =2t 0时刻,N 3=N 1(12)2+N 2(12)1,联立解得N 1=23N ,N 2=13N ,故t =4t 0时刻,N 1(12)4+N 2(12)2=N 8,C 项正确. 答案:C预测 6 解析:根据题意,实验装置为核聚变装置,核反应方程H 12+H 12―→23 He+01n ,属于核聚变,故A 正确;核反应方程t 714+H 24e―→ 817O +H 11,属于原子核的人工转变,故B 错误;核反应方程t 92235+t 01―→ 56141tt +3692 tt +301n ,属于裂变,故C 错误;核反应方程U 92235―→tt 90234+He 24,属于衰变,故D 错误.答案:A预测7 解析:根据核反应遵循的质量数守恒和电荷数守恒可知,X 的质量数为3,电荷数为1,为氚核H 13,A 错误,B 正确;因该反应为人工转变,反应前两种粒子都有动能(总动能设为E k1),反应后的生成物也有动能E k2,根据质能方程可知,由于质量亏损反应放出的能量为ΔE =Δmc 2=(m 1+m 2-m 3)c 2,则反应释放的能量为E =E k1+ΔE -E k2=E k1-E k2+(m 1+m 2-m 3)c 2,C 、D 错误.答案:B预测8 解析:根据核反应的电荷数和质量数守恒可知,钍233变成铀233的核反应方程式是tt 90232―→t 91233t +−10t ,tt 91233―→ 92233t +t −10,选项A 正确;中间产生的新核镤233( 91233Pa)从高能级向低能级跃迁时,放出能量,会伴随γ辐射,选项B 正确;整个过程中释放能量,则生成的新核铀233( 92233U)更加稳定,则新核铀233( 92233U)的结合能大于钍233(Th 90232),选项C 错误;在核电站的核反应堆内部,核燃料具有的核能通过核裂变反应转化为内能,然后通过发电机转化为电能,故D 错误.答案:AB预测9 解析:根据质量数守恒和电荷数守恒,又因为碳14发生β衰变,所以衰变方程为t 614―→t 714+t -10,故A 正确;根据图像可知,剩余三分之一,时间应该大于5 730年小于11 460年,故B 错误;由元素序数知碳14中子数为8,氮14中子数为7,故C 错误;半衰期与温度、压强无关,故D 错误.素养培优·情境命题情境1 解析:根据核反应方程遵循质量数守恒和电荷数守恒,可知X 为质子 H 11,A 正确;由于t 614具有放射性,且C 是构成生物体的主要元素之一,所以t 614可以用作示踪原子,B 正确;β衰变放出的电子t -10来自原子核,C 错误;由于半衰期是大量原子核衰变的统计规律,对少量原子核不适用,所以经过一个半衰期,10个t 614不一定剩下5个,D 错误.答案:AB情境2 解析:为了保护海洋环境,日本政府在12.5年后还是不能排放经过处理的核废水,因为经过一个半衰期只是有半数发生衰变,还有半数的没有衰变,所以废水还是具有放射性的,所以不能排放,则A 错误;比较铀235、钡141、氪92、锶90的原子核,铀235的平均核子质量最大,所以B 正确;比较铀235、钡141、氪92、锶90的原子核,铀235的比结合能最小,因为比结合能越大原子越稳定,所以C 错误;根据核反应过程中,遵循电荷数,质量数守恒定律,所以核反应方程t 92235+t 01―→ 56141tt + Kr 3692+3X 中的X 是中子n 01,则D 正确.答案:BD情境3 解析:红外线最短波长和最长波长分别为λmin =0.76 μm,λmax =1 000 μm,根据光子能量E =hν=h c λ,代入数据可得光子最大和最小能量分别为E max =1.64 eV ,E min =1.24×10-3eV ,A 正确;氢原子从n =3能级向n =2能级跃迁时释放出的光子能量E =-1.51-(-3.4)=1.89 eV>E max ,因此不会被红外测温仪捕捉到,B 错误;大量氢原子从n =4能级向低能级跃迁时,放出的能量为E 43=-0.85-(-1.51)=0.66 eV ,E 32=-1.51-(3.4)=1.89 eV ,只有从n =4向n =3轨道跃迁时放出的光子能量在红外区,因此红外测温仪可捕捉到1种频率的红外线,C 错误;大量处于n =2激发态的氢原子吸收能量为2.86 eV 的光子后跃迁到n =5的能级,再从该能级向回跃迁时,放出的能量有E 54=-0.54-(-0.85)=0.31 eV ,E 43=-0.85-(-1.51)=0.66 eV ,因此,辐射出的光子可能被红外测温仪捕捉,D 正确.答案:AD情境4 解析:在达到饱和电流之前,光照强度越大,光电流越大,光电流的大小与光照强度有关,故A 错误;根据报警器的工作原理,可见光的光子能量大于红外线的光子能量,所以若光源发出的是可见光,则该装置不会失去报警功能,故B 错误;根据波长与频率的关系式有c =λν,代入数据,可得ν=3.75×1014 Hz ,根据光电效应原理,可知该金属的极限频率小于3.75×1014 Hz ,故C 正确;当光电流等于8×10-9 A 时,每秒产生的光电子的数目为N =8×10−91.60×10−19个=5×1010个,若射向光电管C 的光子中有10%会产生光电子,故每秒射向金属表面的光子数最少为5×101010%个=5×1011个,故D 正确. 答案:CD。
光电效应相关公式好嘞,以下是为您生成的关于“光电效应相关公式”的文章:咱先来说说光电效应,这可是物理学中一个相当有趣的现象。
光电效应,简单来讲,就是当光照射到金属表面时,金属中的电子会吸收光子的能量,然后“嗖”地一下飞出来。
这就引出了一系列跟它有关的公式。
咱先看看最基础的,爱因斯坦光电效应方程:$E_{k} = h\nu -W_{0}$ 。
这里的 $E_{k}$ 表示光电子的最大初动能,$h$ 是普朗克常量,$\nu$ 是入射光的频率,$W_{0}$ 则是金属的逸出功。
就好比有一天,我在实验室里做光电效应的实验。
我把一束特定频率的光打到金属板上,然后瞪大眼睛盯着检测仪器,心里一直在嘀咕:“到底啥时候能看到电子飞出来啊?”等了一会儿,仪器上终于有了反应,那一刻的兴奋劲儿,就像自己发现了新大陆。
逸出功这个概念也很关键。
不同的金属,逸出功是不一样的。
就好像不同的人,有的胆子大,有的胆子小。
金属要让电子跑出来,就得克服这个“胆小”的劲儿,也就是逸出功。
光电流强度公式:$I = neSv$ ,其中 $n$ 表示单位体积内的自由电子数,$e$ 是电子电荷量,$S$ 是导体横截面积,$v$ 是自由电子定向移动的平均速率。
想象一下,电子们就像一群调皮的小孩子,在金属里到处乱跑。
光一来,它们就有了方向,一股脑地朝着一个方向冲,形成了电流。
频率和波长的关系:$\lambda = \frac{c}{\nu}$ ,其中 $\lambda$ 是波长,$c$ 是真空中的光速。
这就好比在一条长长的跑道上,光以固定的速度奔跑,频率决定了它“步子”的大小,波长则是它“一步”的长度。
还有遏止电压和最大初动能的关系:$eU_{c} = E_{k}$ ,这里的$U_{c}$ 就是遏止电压。
做实验的时候,通过调节电压,观察电流的变化,就能找到这个遏止电压。
那感觉就像是在和这些看不见的电子“斗智斗勇”,试图抓住它们的小辫子。
光电效应的这些公式,虽然看起来有点复杂,但只要咱们把它们和实际的现象联系起来,理解起来就容易多啦。
爱因斯坦光电效应公式的物理意义爱因斯坦光电效应公式:揭示光的粒子性与金属的电子能级结构一、引言在物理学的发展历程中,光电效应的研究具有里程碑式的意义。
它不仅为量子力学的发展奠定了基础,而且深入揭示了光与物质相互作用的本质。
尤其是爱因斯坦提出的公式,成功地解释了光电效应的现象,为人类打开了微观世界的一扇窗。
本文将深入探讨爱因斯坦光电效应公式的物理意义,从光的粒子性与金属的电子能级结构两个角度进行阐述。
二、光的粒子性与光电效应1. 光的粒子性:爱因斯坦的光电效应公式提出,光不仅具有波动性,还具有粒子性。
当光子与金属表面的电子相互作用时,光子的能量能够传递给电子,使其获得足够的能量逃离金属表面。
这一过程揭示了光的粒子性特征,即光是由粒子(光子)组成的,且这些粒子具有一定的能量。
2. 光子能量与电子能量:在光电效应中,光子的能量等于电子逃逸能与电子在金属中的束缚能之差。
当入射光子的能量大于或等于电子束缚能与逃逸能之差时,电子才能从金属表面逸出。
这一结论进一步证实了光的粒子性,并建立了光子能量与电子能量之间的联系。
三、金属的电子能级结构与光电效应1. 金属的电子能级:金属的电子能级结构是指金属中电子在不同能量状态的分布情况。
在金属中,电子存在于一系列分立的能级上,各能级间的能量差值较小。
当光子与金属相互作用时,高能级上的电子可吸收光子的能量跃迁至低能级,并可能从金属表面逸出。
2. 光电效应中的能级差:在光电效应中,入射光子的能量必须大于或等于金属的功函数(即最高占据能级与费米能级之差)才能使电子从金属表面逸出。
这一条件揭示了光电效应与金属的电子能级结构之间的紧密联系。
通过研究光电效应,我们可以深入了解金属的电子能级结构,进而探索其他物质的光电行为。
四、光电效应的应用与发展随着科技的不断进步,光电效应的应用越来越广泛。
基于光电效应的光电传感器已在诸多领域得到广泛应用,如太阳能电池、光谱分析、生物医学检测等。
物理选修3-5知识点总结二、量子理论的建立黑体和黑体辐射1、量子理论的建立:1900年德国物理学家普朗克提出振动着的带电微粒的能量只能是某个最小能量值ε的整数倍,这个不可再分的能量值ε叫做能量子ε= hνh为普朗克常数(6.63×10-34J.S)2、黑体:如果某种物体能够完全吸收入射的各种波长电磁波而不发生反射,这种物体就是绝对黑体,简称黑体。
3、黑体辐射:黑体辐射的规律为:温度越高各种波长的辐射强度都增加,同时,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。
(普朗克的能量子理论很好的解释了这一现象)4、热辐射:一切物体都在辐射电磁波,这种辐射与物体的温度有关,所以叫做热辐射。
三、光电效应光子说光电效应方程1、光电效应(表明光子具有能量)(1)光的电磁说使光的波动理论发展到相当完美的地步,但是它并不能解释光电效应的现象。
在光(包括不可见光)的照射下从物体发射出电子的现象叫做光电效应,发射出来的电子叫光电子。
(实验图在课本)(2)光电效应的研究结果:新教材:①存在饱和电流,这表明入射光越强,单位时间内发射的光电子数越多;②存在遏止电压:;③截止频率:光电子的能量与入射光的频率有关,而与入射光的强弱无关,当入射光的频率低于截止频率时不能发生光电效应;④效应具有瞬时性:光电子的发射几乎是瞬时的,一般不超过10-9s。
老教材: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................,才能产生光电效应;低于这个频率的光不能产生光电效应;②光电子的最大初动能与入射光.............的强度无关.........;③入射光照到金属上时,光电子的发射几.....,只随着入射光频率的增大..而增大乎是瞬时的.....,一般不超过10-9s;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。
(3)光电管的玻璃泡的内半壁涂有碱金属作为阴极K(与电源负极相连),是因为碱金属有较小的逸出功。
光电效应公式总结光电效应是一种沿着金属表面从光到电的机械效应,它的存在和发现早在20世纪初就已经被科学家们所认识。
它的特性是在金属表面上放射足以使金属表面电子有敏感的物理反应的光能量,从而产生电流的流动。
光电效应重要的科学应用之一是太阳能电池,它具有光电效应,以及将太阳能变为电能的能力。
根据物理学家们研究光电效应多年来提出的理论,光电效应能够让绝缘体表面的电场发生改变,产生电流,并用公式来表达,如下: E = hν其中,E表示绝缘体表面电场强度,h是光子能量,ν是太阳光中光子的频率。
另一个关于光电效应的重要表达式是关于金属表面电场强度的表达式,即:F = eσA这里,F表示金属表面电场强度,e是电子的电荷量,σ是金属表面电电阻率,A是金属表面积。
此外,根据物理学家们提出的电场产生的伏安法则,光受到的电场可以用公式表达为:V=EIr其中,V表示电场强度,E表示绝缘体表面电场强度,I表示电流,r表示半径。
以上三个公式是光电效应最重要的表达式。
根据上述三个公式,可以得知,光电效应的效果受到太阳光的能量和频率的影响,同时它的效果受到金属表面的电电阻率、表面积以及电子的电荷量的影响。
此外,光电效应的发现对于太阳能电池及其他相关技术的发展有着重要意义。
太阳能电池有着多种类型,其原理是利用光电效应将太阳光中的能量转换成电能。
由于太阳能电池采用了先进的物理学原理,它具有高效率,低维护成本,无污染等优点,因此被广泛应用于建筑、农业、制造业,甚至航空航天等多个领域。
综上所述,光电效应的研究和发现,不仅使得太阳能电池能够大量应用于诸多领域,而且这种物理现象也可以被用于制作照明设备、计算机学习和其他电子设备等。
因此,光电效应的研究对与新能源、新技术,以及将太阳能变为电能的研究有着重要意义。
完整版)高中物理光电效应知识点光电效应和氢原子光谱光电效应现象光电效应是指金属受到光照射后,会释放出电子的现象。
实验发现,金属有一个极限频率,只有入射光的频率大于这个极限频率才能发生光电效应。
而光电子的最大初动能与入射光的强度无关,而是随着入射光频率的增大而增大。
同时,大于极限频率的光照射金属时,光电流强度与入射光强度成正比。
但金属受到光照射时,光电子的发射一般不超过10^9/s。
光子说XXX提出了光子说,即空间传播的光不是连续的,而是由一个个光子组成。
光子的能量与光的频率成正比,可以用公式ε=hν来表示,其中h为普朗克常量,约为6.63×10^-34 XXX。
光电效应方程光电效应方程可以用hν=E_k+W或E_k=hν-W来表示。
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服金属的逸出功W,剩下的表现为逸出后电子的最大初动能E_k=mv^2/2.α粒子散射实验与核式结构模型XXX的α粒子散射实验装置可以用来研究原子的结构。
实验发现,绝大多数α粒子穿过金箔后仍然沿原来的方向前进,但少数α粒子发生了大角度偏转,极少数甚至被撞了回来。
这表明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。
氢原子光谱和玻尔理论光谱是用光栅或棱镜把光按波长展开,获得光的波长(频率)和强度分布的记录。
氢原子光谱的实验规律是巴耳末线系,其波长公式为λ=R(1/2^2-1/n^2),其中R为XXX常量,n为量子数。
玻尔理论认为原子只能处于一系列不连续的能量状态中,这些状态称为定态。
在定态中,原子是稳定的,电子虽然绕核运动,但并不向外辐射能量。
当原子从一种定态跃迁到另一种定态时,会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。
的说明如下:n:主量子数,表示电子所处的能级,n越大,能级越高,电子离核越远。
l:角量子数,表示电子轨道的角动量大小,l取值为0到n-1.m:磁量子数,表示电子轨道在空间中的方向,取值为-l到l。
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.(4)金属受到光照,光电子的发射一般不超过10-9_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:ε=hν,其中h =6.63×10-34 J·s.3.光电效应方程(1)表达式:hν=E k +W 0或E k =hν-W 0.(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E k =12m v 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1λ=R (122-1n2)(n =3,4,5,…),R 是里德伯常量,R =1.10×107 m -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.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 =C 2n =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 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 =hν-W 0.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光电子⎩⎪⎨⎪⎧每秒钟逸出的光电子数——决定着光电流的强度光电子逸出后的最大初动能(12m v 2m)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(1)一群氢原子跃迁发出可能的光谱线条数为N =C 2n =n (n -1)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射性.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三种,分别是α射线、β射线、γ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放射性同位素两类,放射性同位素的化学性质相同.②应用:消除静电、工业探伤、作示踪原子等.③防护:防止放射性对人体组织的伤害.2.原子核的衰变(1)原子核放出α粒子或β粒子,变成另一种原子核的变化称为原子核的衰变.(2)分类α衰变:A Z X→A-4Y+42HeZ-2β衰变:A Z X→A Z+1Y+0-1e(3)半衰期:放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间.半衰期由原子核内部的因素决定,跟原子所处的物理、化学状态无关.点拨:易错提醒(1)半衰期是大量原子核衰变时的统计规律,对个别或少数原子核,无半衰期可言.(2)原子核衰变时质量数守恒,核反应过程前、后质量发生变化(质量亏损)而释放出核能.知识点二:核反应和核能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原子核的过程.在核反应中,质量数守恒,电荷数守恒.2.核力核子间的作用力.核力是短程力,作用范围在1.5×10-15 m之内,只在相邻的核子间发生作用.3.核能核子结合为原子核时释放的能量或原子核分解为核子时吸收的能量,叫做原子核的结合能,亦称核能.4.质能方程、质量亏损爱因斯坦质能方程E=mc2,原子核的质量必然比组成它的核子的质量和要小Δm,这就是质量亏损.由质量亏损可求出释放的核能ΔE=Δmc2.【考点解析:重点突破】考点一:衰变和半衰期2.对半衰期的理解(1)根据半衰期的概念,可总结出公式N 余=N 原(12)t /τ,m 余=m 原(12)t /τ式中N 原、m 原表示衰变前的放射性元素的原子核数和质量,N 余、m 余表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子核数和质量,t 表示衰变时间,τ表示半衰期.(2)影响因素:放射性元素衰变的快慢是由原子核内部因素决定的,跟原子所处的物理状态(如温度、压强)或化学状态(如单质、化合物)无关. 考点二:核反应方程的书写规律总结(1)核反应过程一般都是不可逆的,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;遵循电荷数守恒.考点三:核能的产生和计算1.获得核能的途径(1)重核裂变:重核俘获一个中子后分裂成为两个中等质量的核的反应过程.重核裂变的同时放出几个中子,并释放出大量核能.为了使铀235裂变时发生链式反应,铀块的体积应大于它的临界体积.(2)轻核聚变: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,要想使氘核和氚核合成氦核,必须达到几百万度以上的高温,因此聚变反应又叫热核反应.2.核能的计算方法(1)应用ΔE=Δmc2:先计算质量亏损Δm,注意Δm的单位1 u=1.66×10-27 kg,1 u相当于931.5 MeV的能量,u是原子质量单位.(2)核反应遵守动量守恒和能量守恒定律,因此我们可以结合动量守恒和能量守恒定律来计算核能.规律总结根据ΔE=Δmc2计算核能时,若Δm以千克为单位,“c”代入3×108_m/s,ΔE的单位为“J”;若Δm以“u”为单位,则由1u c2=931.5_MeV得ΔE=Δm×931.5_MeV.。
爱因斯坦光电效应公式爱因斯坦光电效应公式作为一个经典的物理学公式,深深影响了物理学界和人类社会的发展。
在过去的几个世纪里,该公式被认为是物理学史上最具有影响力的公式之一,也是世界上最重要的物理学公式之一。
爱因斯坦光电效应公式的发现始于1887年,当时是德国科学家爱因斯坦发现的。
爱因斯坦是一位非常伟大的物理学家,在他的研究中,他发现了一种新的现象,称为“光电效应”。
爱因斯坦通过仔细的观察,发现发射出的实验室光线在接触金属表面时会产生电流。
这种发现改变了人们对于光的认识,使得它不仅仅是一种物理谈论。
事实上,光可以产生电能,这就是爱因斯坦光电效应公式:= j E上式中,“j”表示产生的电流,“E”表示所用光的强度。
这种关系式也是电化学研究的基础,因为通过它,人们认识到光的能量可以转化为电能,并可以用来供电。
因此,爱因斯坦的发现开启了电化学研究的新篇章。
随着科学技术的发展,爱因斯坦光电效应公式不仅仅是物理学的公式,而且在很多其他领域也被广泛使用,比如电子工程、电力学、太阳能等,这些事物都与爱因斯坦光电效应公式息息相关。
在电池中,它提供了一种将光能转化为化学能的机制。
由于爱因斯坦发现的光电效应,将光运用到电池可以推动化学反应从而产生电流,成就了太阳能电池的诞生,从而实现了太阳能利用。
由此可见,太阳能得以有效利用,人类就可以更好地使用自然资源,保护环境,为人类社会发展贡献自己的力量。
爱因斯坦光电效应公式也受到了广泛赞誉,被誉为“物理学之父”和“太阳能之父”。
此外,爱因斯坦光电效应公式还有着很多其他有用的应用,比如激光、照相机、静电复印机等,它们都是借助爱因斯坦发现的光电效应而产生的。
激光是用以广泛用途的一种光,它的应用涉及学术、医疗、科研以及其他领域,可以说它是科技发展的重要贡献。
照相机是一种利用爱因斯坦光电效应公式的可移动的相机,通过把照射的光转换成电信号,从而使我们可以拍出非常美丽的照片。
静电复印机也是通过爱因斯坦光电效应来实现复制功能,它可以把图片中的色彩或灰度值转换成电信号,从而使我们可以把图片转换成实物。
光电效应反应式-回复光电效应是指当光照射到金属表面时,金属中的电子被激发并从金属表面逸出的现象。
这一现象的发现使爱因斯坦成功解释了诸多经典物理理论无法解释的实验难题,同时也为量子力学的发展做出了巨大的贡献。
以下是对光电效应反应式的详细解析。
光电效应的反应式可以用以下方程式来表示:hν= φ+ Ek其中h为普朗克常数,ν为光的频率,φ为金属的功函数(即光电效应电子从金属表面逸出所需的最小能量),Ek为逸出电子的动能。
通过这个方程式,我们可以清楚地了解光电效应是如何发生的。
首先,当光照射到金属表面时,光的能量会传递给金属中的电子。
然后,当光的能量大于等于金属的功函数(φ)时,电子会被激发并从金属表面逸出。
逸出的电子会拥有一定的动能(Ek),其大小取决于光的能量以及金属的功函数。
根据光电效应的反应式,我们可以推出一些重要的结论。
首先,光电效应只会在光的频率大于一定阈值时发生。
这是因为光的频率与能量是成正比的,只有当光的能量大于金属的功函数时,电子才能被激发并逸出。
其次,根据反应式,逸出电子的动能与光的频率以及金属的功函数有关。
当光的频率增大时,光的能量也会增大,从而逸出电子的动能会增大。
而金属的功函数则决定了逸出电子所需的最小能量,即使光的频率很高,如果金属的功函数很大,逸出电子的动能仍然有限。
更进一步地,在光的频率超过某个临界频率时,逸出电子的动能将比光的能量大得多。
这是因为当光的频率超过临界频率时,即使逸出电子所需的最小能量(金属的功函数)很小,光的能量仍然足够给逸出电子带来很大的动能,因此逸出电子的动能将超过光的能量。
最后,光电效应反应式还可以用于解释光电效应实验中一些其他的现象和规律。
例如,对于相同频率的光,光的强度增大时,逸出电子的动能也会增大。
这是因为光的强度与光的能量有关,而光的能量越大,逸出电子的动能也会越大。
总之,光电效应反应式通过量化光的能量、金属的功函数以及逸出电子的动能之间的关系,为我们解释了光电效应的现象和规律提供了一个重要的指导。
光电效应反应式
光电效应是指当金属或其他物质表面受到光照射时,会产生电子的放出,这些电子的速度非常高,可以达到每秒数千米的速度。
这种现象是由于光的能量被物质吸收,导致物质中的电子获得了足够的能量,从而能够克服物质表面的束缚,逃离物质表面。
光电效应的反应式可以表示为:
$hv=W+Ek$
其中,$hv$表示光的能量,$W$表示物质表面的束缚能,$Ek$表示电子逃离物质表面后的动能。
在这个反应式中,光的能量$hv$必须大于物质表面的束缚能$W$,才能使电子获得足够的能量逃离物质表面。
当电子逃离物质表面后,它们会具有一定的动能$Ek$,这个动能的大小取决于光的能量和物质表面的束缚能之差。
光电效应的发现对于物理学的发展产生了重要的影响,它不仅解释了光的粒子性,也为量子力学的发展提供了重要的实验基础。
同时,光电效应也在实际应用中得到了广泛的应用,例如在光电子学、太阳能电池、光敏传感器等领域。