高中物理光电效应知识点.docx

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 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． 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． 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． 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＝×10－34 3．光电效应方程 J·s. 表达式：hν＝E ＋W 或 E ＝hν－W . k 0 k 0 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 1 逸出功W ，剩下的表现为逸出后电子的最大初动能E ＝ mv2. 0 k 2 知识点二： α粒子散射实验与核式结构模型 卢瑟福的α 粒子散射实验装置(如图 13－2－1 所示) 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 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． 1 R 1 1 n R 巴耳末线系是氢原子光谱在可见光区的谱线，其波长公式 ＝ ( － )( ＝3,4,5，…)， 是里德 伯常量，R＝×107 2．玻尔理论  m－1，n 为量子数． * 22 n2 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． 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 －E .(h 是普朗克常量，h＝×10－34 J·s) m n 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 n?n－1? 一群氢原子跃迁发出可能的光谱线数为N＝C2＝ n 2 ，一个氢原子跃迁发出可能的光谱线数 最多为(n－1)． 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 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． 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． 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 ＝hν－W .如图 13－2－4 所示． k 0 5．用光电管研究光电效应 常见电路(如图 13－2－5 所示) 两条线索  图 13－2－5 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 规律总结： 光电子也是电子，光子的本质是光，注意两者的区别． 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 能级图中相关量意义的说明 相关量能级图中的横线 相关量 能级图中的横线 横线左端的数字“1,2,3…” 横线右端的数字 “－，－…” 意义 表示氢原子可能的能量状态——定态 表示量子数 相邻横线间的距离 带箭头的竖线 表示氢原子的能量 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 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 －E m n n?n－1? 一群氢原子跃迁