高中物理选修12.原子原子核光电效应.pptVIP

* Ⅰ Ⅰ 光电效应 爱因斯坦光电效应方程 波粒二象性 Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ 原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰期 放射性同位素 核力、核反应方程 结合能、质量亏损 裂变反应和聚变反应、裂变反应堆 射线的危害和防护 原子核 Ⅰ Ⅰ 氢原子光谱 氢原子的能级结构、能级公式 原子结构 说明 要求 内　　容　　　 　　本章知识在考纲中都属于Ⅰ级要求,且该部分内容在高考中仅占8%，一般以选择题的形式出现，两个单项选择或者两个双项选择且有一题与其它内容相联系，难度较低。本章重点是：氢光谱规律、能级公式、核反应方程、光电效应规律及核能的简单计算。 　　本章内容属于现代物理学的基础，要采取系统理解、重点记忆方法、紧扣教材，了解规律及特点，掌握其应用。 要澄清一些易混淆的概念，如“光子”“光电子”“光子的能量”“入射光的强度”“光电子的动能”与“光电子的最大初动能”等，这对理解光电效应的规律具有重要意义。 1.“光子”与“光电子” 光子是指光在空间传播时的每一份能量(即能量是不连续的)，光子不带电，是微观领域中的一种粒子；而光电子是金属表面受到光照时发射出来的电子，因此其本质就是电子。 2.“光子的能量”与“入射光的强度” 光子的能量是一份一份的，每一份的能量为ε=hν，其大小由光的频率决定；而入射光的强度是指单位时间内入射光中包含光子数的多少，入射光的强度可表示为I=nhν，其中n为单位时间内的光子数。 3.“光电子的最大初动能”与“光电子的动能” 　 光照射到金属表面时，电子吸收光子的能量，只需克服原子核的引力做功就能从金属表面逸出，那么这些光电子具有最大初动能，其值为Ek=hν-W0(式中W0为金属的逸出功)。而不从金属表面发射的光电子，在逸出的过程中损失的能量会更多，所以此时光电子的动能Ek′Ek。 要点一 关于对光电效应现象和光电效应规律的理解 1.由于光子的能量是一份一份的，那么金属中的电子也只能一份一份地吸收光子的能量，而且这个传递能量的过程只能是一个光子对一个电子的行为。如果光的频率低于极限频率，则光子提供给电子的能量不足以克服原子的束缚，就不能发生光电效应。 2.而当光的频率高于极限频率时，能量传递给电子以后，电子摆脱束缚要消耗一部分能量，剩余的能量以光电子的动能形式存在，这样光电子的最大初动能Ek=1/2mvm2=hν-W0，其中W0为金属的逸出功，可见光的频率越高，电子的初动能越大。 3.电子一次性吸收光子的全部能量，不需要积累能量的时间，所以光电效应的发生几乎是瞬时的。 4.发生光电效应时，单位时间内逸出的光电子数与光强度成正比，光强度越大意味着单位时间内打在金属上的光子数越多，那么逸出的光电子数目也就越多，饱和光电流也就越大。 要点二 光子说对光电效应的解释 1.氢原子能级 对氢原子而言，核外的一个电子绕核运动时，若半径不同，则对应着的原子能量也不同，若使原子电离，外界必须对原子做功，使电子摆脱它与原子核之间的库仑力的束缚，所以原子电离后的能量比原子其他状态的能量都高。我们把原子电离后的能量记为零，即选取电子离核无穷远处时氢原子的能量为零，则其他状态下的能量值就是负的。 原子各能级的关系为：En= (n=1,2,3,…)。 对于氢原子而言，基态能量：E1=-13.6 eV。 其他各激发态的能量为： E2=-3.4 eV，E3=-1.51 eV …… 要点三 氢原子能级 图12-1-1 2.能级图 氢原子的能级图如图12-1-1所示。 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-E初时，才能被某一个原子吸收，使原子从低能级E初向高能级E末跃迁，而当光子能量hν大于或小于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13.6 eV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13.6 eV，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N=n(n-1)/2= 。 4.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