高中物理光電效應知識點總結

　　一、光電效應和氫原子光譜

　　知識點一：光電效應現象

　　1.光電效應的實驗規律

　　(1)任何一種金屬都有一個極限頻率，入射光的頻率必須大于這個極限頻率才能發生光電效應，低于這個極限頻率則不能發生光電效應．

　　(2)光電子的最大初動能與入射光的強度無關，其隨入射光頻率的增大而增大．

　　(3)大于極限頻率的光照射金屬時，光電流強度(反映單位時間內發射出的光電子數的多少)與入射光強度成正比．

　　(4)金屬受到光照，光電子的發射一般不超過92．光子說

　　愛因斯坦提出：空間傳播的光不是連續的，而是一份一份的，每一份稱為一個光子，光子具有的能量與光的頻率成正比，即：ε＝hν，其中h＝6.63×1034 J·s.

　　3．光電效應方程

　　(1)表達式：hν＝Ek＋W0或Ek(2)hν，這些能量的一部分用來克

　　服金屬的逸出功W0，剩下的表現為逸出后電子的最大初動能Ekv2.

　　知識點二： α粒子散射實驗與核式結構模型

　　1.盧瑟福的α粒子散射實驗裝置(如圖13

　　－2－1所示)

　　2．實驗現象

　　絕大多數α粒子穿過金箔后，基本上仍沿原來的方向前進，但少數α粒子發生了大角度偏轉，極少數α粒子甚至被撞了回來．

　　3．原子的核式結構模型

　　在原子中心有一個很小的核，原子全部的正電荷和幾乎全部質量都集中在核里，帶負電的電子在核外空間繞核旋轉．

　　知識點三：氫原子光譜和玻爾理論 1.光譜

　　(1)(頻率)和強度分布的記錄，即光譜．

　　(2)光譜分類

　　有些光譜是一條條的亮線，這樣的光譜叫做線狀譜． 有的光譜是連在一起的光帶，這樣的光譜叫做連續譜． (3)氫原子光譜的實驗規律．

　　巴耳末線系是氫原子光譜在可見光區的譜線，其波長公式R()(n＝3，4，5，？)，

　　λ2n－17

　　R是里德伯常量，R＝1.10×10 m，n為量子數．

　　2．玻爾理論

　　(1)電子雖然繞核運動，但并不向外輻射能量．

　　(2)躍遷：原子從一種定態躍遷到另一種定態時，它輻射或吸收一定頻率的光子，光子的能量由這兩個定態的能量差決定，即hνh是普朗克常量，h＝6.63×1034 J·s)

　　(3)是不連續的，因此電子的可能軌道也是不連續的．

　　點撥：易錯提醒

　　n？n－1？

　　(1)一群氫原子躍遷發出可能的光譜線數為N＝C2＝，一個氫原子躍遷發出可能n2的光譜線數最多為(n－1)．

　　(2)由能級圖可知，由于電子的軌道半徑不同，氫原子的能級不連續，這種現象叫能量量子化．

　　考點一：對光電效應的理解 1.光電效應的實質 光子照射到金屬表面，某個電子吸收光子的能量使其動能變大，當電子的動能增大到足以克服原子核的引力時，便飛出金屬表面成為光電子．

　　2．極限頻率的實質

　　光子的能量和頻率有關，而金屬中電子克服原子核引力需要的能量是一定的，光子的能量必須大于金屬的逸出功才能發生光電效應．這個能量的最小值等于這種金屬對應的逸出功，所以每種金屬都有一定的極限頻率．

　　3.對光電效應瞬時性的理解 光照射到金屬上時，電子吸收光子的能量不需要積累，吸收的能量立即轉化為電子的能量，因此電子對光子的吸收十分迅速．

　　4.光電效應方程

　　電子吸收光子能量后從金屬表面逸出，其中只有直接從金屬表面飛出的光電子才具有最大初動能，根據能量守恒定律，Ek＝hν－W0.

　　5．用光電管研究光電效應

　　(1)常見電路

　　(2)兩條線索

　　①通過頻率分析：光子頻率高→光子能量大→產生光電子的最大初動能大．

　　②通過光的強度分析：入射光強度大→光子數目多→產生的光電子多→光電流大． (3)常見概念辨析

　　2規律總結：

　　(1)光電子也是電子，光子的本質是光，注意兩者的區別．

　　接發出的光電子初動能才最大．

　　考點二：氫原子能級和能級躍遷

　　1.氫原子的能級圖

　　二、核反應和核能

　　知識點一：天然放射現象和衰變

　　1.天然放射現象 (1)天然放射現象．

　　元素自發地放出射線的現象，首先由貝可勒爾發現．天然放射現象的發現，說明原子核具有復雜的結構．

　　(2)放射性和放射性元素．

　　物質發射某種看不見的射線的性質叫放射性．具有放射性的元素叫放射性元素． (3)三種射線：放射性元素放射出的射線共有三種，分別是γ射線． (4)放射性同位素的應用與防護． 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兩類，放射性同位素的化學性質相同．

　　②應用：消除靜電、工業探傷、作示蹤原子等． ③防護：防止放射性對人體組織的傷害． 2．原子核的衰變

　　(1)原子核放出α粒子或β粒子，變成另一種原子核的變化稱為原子核的衰變． (2)分類

　　A－44

　　α衰變：AZX→Z－2Y Aβ衰變：AZX→Z＋1Y(3)因素決定，跟原子所處的物理、化學狀態無關．

　　點撥：易錯提醒

　　1.半衰期是大量原子核衰變時的統計規律，對個別或少數原子核，無半衰期可言.

　　2.原子核衰變時質量數守恒，核反應過程前、后質量發生變化？質量虧損？而釋放出核能.

　　知識點二：核反應和核能

　　1.核反應

　　在核物理學中，原子核在其他粒子的轟擊下產生新原子核的過程．在核反應中，質量數守恒，電荷數守恒．

　　2．核力

　　核子間的作用力．核力是短程力，作用范圍在1.5×1015 m之內，只在相鄰的核子間發生作用．

　　3．核能

　　核子結合為原子核時釋放的能量或原子核分解為核子時吸收的能量，叫做原子核的結合能，亦稱核能．

　　4．質能方程、質量虧損 愛因斯坦質能方程E＝mc2，原子核的質量必然比組成它的核子的質量和要小Δm，這就

　　2.是質量虧損．由質量虧損可求出釋放的核能ΔE＝Δmc【考點解析：重點突破】

　　考點一：衰變和半衰期

　　2.對半衰期的理解

　　(1)根據半衰期的概念，可總結出公式

　　N余＝N原t/τ，m余＝m原()t/τ

　　式中N原、m原表示衰變前的放射性元素的原子核數和質量，N余、m余表示衰變后尚未發生衰變的放射性元素的原子核數和質量，t表示衰變時間，τ表示半衰期．

　　(2)影響因素：放射性元素衰變的快慢是由原子核內部因素決定的，跟原子所處的物理狀態(如溫度、壓強)或化學狀態(如單質、化合物)無關． 考點二：核反應方程的書寫

　　考點三：核能的產生和計算

　　1.獲得核能的途徑

　　(1)重核裂變：重核俘獲一個中子后分裂成為兩個中等質量的核的反應過程．重核裂變的同時放出幾個中子，并釋放出大量核能．為了使鈾235裂變時發生鏈式反應，鈾塊的體積應大于它的臨界體積．

　　(2)輕核聚變：某些輕核結合成質量較大的核的反應過程，同時釋放出大量的核能，要想使氘核和氚核合成氦核，必須達到幾百萬度以上的高溫，因此聚變反應又叫熱核反應．

　　2．核能的計算方法

　　(1)應用ΔE＝Δmc2：先計算質量虧損Δm，注；(2)核反應遵守動量守恒和能量守恒定律，因此我們；規律總結；2根據ΔE＝Δmc計算核能時，若Δm以千克為單位；

　　(1)應用ΔE＝Δmc2：先計算質量虧損Δm，注意Δm的單位1 u＝1.66×1027 kg，1 u相當于931.5 MeV的能量，u是原子質量單位．

　　(2)核反應遵守動量守恒和能量守恒定律，因此我們可以結合動量守恒和能量守恒定律來計算核能．

　　規律總結

　　2根據ΔE＝Δmc計算核能時，若Δm以千克為單位，“c”代入3×1082若Δm以“u”為單位，則由1uc＝931.5_MeV得ΔE＝Δm×931.5_MeV.