高中物理光电效应知识点总结

　　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92．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＝6.63×1034 J·s.

　　3．光电效应方程

　　(1)表达式：hν＝Ek＋W0或Ek(2)hν，这些能量的一部分用来克

　　服金属的逸出功W0，剩下的表现为逸出后电子的最大初动能Ekv2.

　　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．

　　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)(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R()(n＝3，4，5，？)，

　　λ2n－17

　　R是里德伯常量，R＝1.10×10 m，n为量子数．

　　2．玻尔理论

　　(1)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hνh是普朗克常量，h＝6.63×1034 J·s)

　　(3)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？

　　(1)一群氢原子跃迁发出可能的光谱线数为N＝C2＝，一个氢原子跃迁发出可能n2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.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，Ek＝hν－W0.

　　5．用光电管研究光电效应

　　(1)常见电路

　　(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

　　2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．

　　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

　　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

　　A－44

　　α衰变：AZX→Z－2Y Aβ衰变：AZX→Z＋1Y(3)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1.5×1015 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

　　2.是质量亏损．由质量亏损可求出释放的核能ΔE＝Δmc【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t/τ，m余＝m原()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

　　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；(2)核反应遵守动量守恒和能量守恒定律，因此我们；规律总结；2根据ΔE＝Δmc计算核能时，若Δm以千克为单位；

　　(1)应用ΔE＝Δmc2：先计算质量亏损Δm，注意Δm的单位1 u＝1.66×1027 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

　　2根据ΔE＝Δmc计算核能时，若Δm以千克为单位，“c”代入3×1082若Δm以“u”为单位，则由1uc＝931.5_MeV得ΔE＝Δm×931.5_MeV.