高考物理一轮复习专题十五动量守恒与近代物理初步考点二近代物理初步教学案含解析28页

考点二 近代物理初步
基础点
知识点 1  光电效应、波粒二象性
1．光电效应
(1)定义
照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出的现象。
(2)光电子
光电效应中发射出来的电子。
(3)光电效应规律
①每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，只随入射光频率的增大而增大。
③光电效应的发生几乎瞬时的，一般不超过 10－9s。
④当入射光的频率大于极限频率时，饱和光电流的强度与入射光的强度成正比。
2．爱因斯坦光电效应方程
(1)光子说：在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫作一个光的能量
子，简称光子，光子的能量ε＝hν。其中 h＝6.63×10－34 J·s。(称为普朗克常量)
(2)逸出功 W0：使电子脱离某种金属所做功的最小值。
(3)最大初动能：发生光电效应时，金属表面上的电子吸收光子后克服原子核的引力逸
出时所具有的动能的最大值。
(4)遏止电压与截止频率
①遏止电压：使光电流减小到零的反向电压 Uc。
②截止频率：能使某种金属发生光电效应的最小频率叫作该种金属的截止频率(又叫极
限频率)。不同的金属对应着不同的极限频率。
(5)爱因斯坦光电效应方程
①表达式：Ek＝hν－W0。
②物理意义：金属表面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 W0，剩下的表现为逸出后光电子的最大初动能 Ek＝
1
2
mev2c。
3．光的波粒二象性与物质波
(1)光的波粒二象性
①光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有波动性。
②光电效应说明光具有粒子性。
③光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的波粒二象性。
(2)物质波
①概率波
光的干涉现象是大量光子的运动遵守波动规律的表现，亮条纹是光子到达概率大的地方，

暗条纹是光子到达概率小的地方，因此光波又叫概率波。
②物质波
任何一个运动着的物体，小到微观粒子大到宏观物体都有一种波与它对应，其波长 λ＝
h
p
，p为运动物体的动量，h为普朗克常量。
知识点 2  氢原子光谱、能级
1．氢原子光谱
(1)光谱：用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按波长展开，获得光的波长(频率)和强度
分布的记录，即光谱。
(2)光谱分类
(3)氢原子光谱的实验规律：巴耳末系是氢光谱在可见光区的谱线，其波长公式
1
λ
＝R
(
1
22
－
1
n2)(n＝3,4,5，…R是里德伯常量，R＝1.10×107 m－1)。
(4)光谱分析：利用每种原子都有自己的特征谱线可以用来鉴别物质和确定物质的组成
成分，且灵敏度很高。在发现和鉴别化学元素上有着重大的意义。
2．玻尔理论及能级结构
(1)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：电子从能量较高的定态轨道跃迁到能量较低的定态轨道时，会放出能量为 hν
的光子，这个光子的能量由前后两个能级的能量差决定，即 hν＝Em－En。(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。
(2)几个概念
①能级：在玻尔理论中，原子的能量是量子化的，这些量子化的能量值，叫作能级。
②基态：原子能量最低的状态。
③激发态：在原子能量状态中除基态之外的其他的状态。
④量子数：原子的状态是不连续的，用于表示原子状态的正整数。
(3)氢原子的能级公式：En＝
1
n2
E1(n＝1,2,3，…)，其中 E1为基态能量，其数值为 E1＝－

13.6_eV。
(4)氢原子的半径公式：rn＝n2r1(n＝1,2,3，…)，其中 r1为基态半径，又称玻尔半径，
其数值为 r1＝0.53×10－10m。
(5)氢原子的能级图
能级图如图所示。
知识点 3  原子结构、原子核
1．原子核的组成
(1)电子的发现：英国物理学家汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子，提出了原子的“枣
糕模型”。
(2)原子的核式结构
①1909～1911年，英籍物理学家卢瑟福进行了 α粒子散射实验，提出了核式结构模型。
②α粒子散射实验的结果：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...