量子论初步单元知识总结 人教版.doc

量子论初步单元知识总结 　　【知识结构】 　　 　　【物理思想方法】 　　高考对本章内容考查多以选择题或填空题的形式进行，命题频率较高的知识点是光电效应、能级，且常与其他知识点结合成为小型的综合题． 　　1．能量守恒的观点常有体现：对于本章，常有能量的问题从中体现，例如能级跃迁问题、光电效应中光电子的最大初动能的问题等，要注意结合能量的观点解题． 　　2．微观世界宏观化：微观世界是我们不熟悉的，但我们对宏观世界有丰富的经验，所以在有些方面我们要将微观问题宏观化，例如在研究玻尔氢原子模型、光电子在各种场中的运动等，利用我们已有的宏观规律去感知微观世界． 　　3．高新科技在生活中的应用：光自动控制、激光的应用、产生视觉效应的光子数等与我们的现实生产、生活有很多的联系． 　　【难题巧解点拨】 　　例1 一个电子，远离质子时的速度为．为质子所捕获，放出一个光子而形成氢原子，如果在氢原子中电子处于第一玻尔轨道，求放出光子的频率． 　　解析 电子的动能为：质子捕获电子形成氢原子时，吸收了10．2eV的能量，跃迁到较高的能级上，其能级值： 　　设相应的量子数为n， 　　， 　　解得n＝2， 　　电子处于，n＝2的激发态是不稳定的，跃迁到基态时辐射光子的频率为： 　　． 　　答案 　　点拨 要利用已有的知识，结合以前的经验，进行的正确的迁移，形成新知识、新经验． 　　例2 根据玻尔理论，氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道后( ) 　　A．原子的能量增加，电子的动能减少　　 B．原子的能量增加，电子的动能增加 　　C．原子的能量减少，电子的动能减少　　 D．原子的能量减少，电子的动能增加 　　解析 这道题的关键在于理解氢原子能级的组成，和对氢原子核外电子的受力情况、运动情况的分析． 　　玻尔理论给出了两个公式：轨道半径公式： 　　能级公式： 　　仅从两个公式表面来看，量子数n越小，原子的能量越大．但是，因为，所以原子的能量为负值，量子数n越小，原子的能量也越小；从另一个角度看，当氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道时，要向外辐射一定频率的光子，即向外辐射能量，所以氢原子的能量也应该减小． 　　氢原子的核外电子，由于受到原子核的引力作用而作匀速圆周运动，由牛顿运动定律可得： 　　， 　　电子动能：， 　　且，将代入得： 　　 　　所以量子数越小，氢原子核外电子的动能越越大． 　　答案 D 　　点拨 氢原子在各个不同的能量状态对应不同的电子轨道，电子绕核做圆周运动的动能和系统的电势能之和即为原子的能量，即：；系统的电势能变化根据库仑力做功来判断：靠近核，库仑力做正功，系统电势能减少；远离核，库仑力做负功，系统电势能增加. 　　例3 在X射线管中，由阴极发射的电子被加速后打到阳极，会产生包括X光在内的各种能量的光子，其中光子能量的最大值等于电子的动能．已知阳极与阴极之间的电势差U、普朗克常量h、电子电量e和光速c，则可知该X射线管发出的X光的( ) 　　A．最短波长为 B．最短波长为 　　C．最低频率为 D．最高频率为 　　解析 电子在电场中加速获得动能，E=hv．由题给条件，可得光子最高频率为，所以D选项是正确的．又，B选项是正确的． 　　答案 B、D 　　点拨 要注意本章中公式的运用，在何种情况下有最高频率(最短波长)，在何种情况下有最大波长(最低频率)． 　　例4 处于基态的氢原子在某单色光束照射下，只能发出频率为、、的三种光，且，则该照射光的光子能量为( ) 　　A． B． C． D． 　　解析 本题中氢原子吸收光子的能量后，能向外辐射三种频率的光，说明它是从基态跃迁到第三个激发态，以后在能级三、二间，三、一间，二、一间跃迁时辐射出三种光，其中在三、一两能级间跃迁时所辐射光子能量最大，应为，则该氢原子所吸收光子的能量也为． 　　答案 C 　　点拨 有的同学认为，所能发出的光子能量分别是：、、，则照射光的光子能量必须是上述三者之和，即为．这是对原子的跃迁原理不清楚造成的．当处于基态的氢原子吸收能量到较高的激发态后，可以向较低的所有能级跃迁，可辐射几种频率的光，所辐射的最高频率的光的光子能量和最初吸收的光子能量应相等． 　　例5 如图21-9所示为对光电管产生的光电子进行荷质比测定的原理图，两块平行金属板间距为d，其中N为锌板，受紫外光照射后将激发出沿不同方向运动的光电子，开关S闭合电流表A有读数，若调节变阻器R，逐渐增大板间的电压，A表读数逐渐减小，当电压表示数为U时，A表读数恰好为零；断开S，在MN间加上垂直纸面向里的匀强磁场，当磁感应强度为B时，A表读数也为零． 　　(1)求光电子的荷质比e/m的表