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1、物理备课大师 免费 】【知识精讲】一900 年提出量子论，1905 年爱因斯坦提出光子学说，成功解释了光电效应实验。任何一种金属都有一个极限频率，只有当入射光的频率大于这个极限频率才能发生光电效应。光电效应实验表明光具有粒子性。光子能量公式 E=电效应方程 。射实验证明光具有波动性，麦克斯韦 提出光是电磁波。光电效应实验康普顿实验都表明光具有粒子性。光具有波粒二象性。个别光子的行为表现为粒子性，大量光子的作用效果表现为波动性；频率越低的光，波动性越显著，容易观察到光的干涉和光的衍射现象；频率越高的光，粒子性越显著，贯穿本领越强。何运动的物体，都有一种波与之对应。物质波的波长 =h/p=h/ 立
2、根通过著名的油滴 实验测出电子电量，发现电荷是量子化的，即任何带电体的电荷都是 e 的整数倍；卢瑟福根据 粒子的散射实验结果提出了原子的核式结构模型；根据 粒子的散射实验有关数据可确定原子核的数量级为 10原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些状态中原子是稳定的。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，光子能量由这两定态的能力差决定，即 初 。根据玻尔的定态假设和能量量子化，可画出能级图，利用发射或吸收光子的能量等于两能级能量值之差可求原子发射或吸收光子的频率。三 原子核1. 原子核的组成：原子核由质子和中子组成。质子和中子统称为核子。原子核的质量数等于原子核内
3、的核子数；原子核内的质子数等于核电荷数，等于该元素的原子序数。2. 同位素：具有相同的质子数和不同中子数的原子互称同位素。不稳定的同位素称为放射性同位素。3. 天然放射性的发现说明原子核具有复杂结构。不稳定的原子核自发的放出某种粒子（ 粒子和 粒子）转变为新核的变化称为原子核的衰变。4. 天然放射性元素能够自发放出 射线、 射线、射线， 射线是高速运动的氦核，穿透能力最弱，电物理备课大师 免费 】； 射线是高速运动的电子，穿透能力较强，电离能力较弱；射线是频率很高的电 磁波，穿透能力最强，电离能力最小。来源:Z|xx|. 衰变规律是质量数减少 4，电荷数减少 2； 衰变规律是：电荷数增加 1，
4、质量数不变。6. 半衰期是反映原子核衰变快慢的物理量，放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间叫做这种元素的半衰期。放射性元素衰变的快慢与元素所处的物理化学状态无关。7. 原子核反应一般分为四类：原子核衰变（包括 衰变和 衰变） 、原子核人工转变、轻核聚变和重核裂变。原子核衰变自发进行，不受外界条件影响；原子核人工转变是利用 粒子等轰击原子核使其发生核反应产生新的原子核；轻核聚变是在高温下进行的能够释放大量能量的核反应；重核裂变是利用中子轰击重原子核使其发生裂变生成中等质量原子核的反应。核反应遵循的质量数守恒和电荷数守恒。m 等于核反应前原子核的总质量与核反应后原子核的总质量之差。根据爱因斯
5、坦的质能方程，核反应释放的核能E=。 。若质量亏损m 以原子质量单位 u 作为单位，可利用 1u E =m算核反应释放的核能。【深化与拓展】1氢原子的能级结构： 越大， 越大，能量越高，原子越不稳定；处于激发态的氢原光子的形式释放能量，释放的能量等于两个能级的能量差，原子能量的释放和吸收均满足均满足这一关系，是不连续的。原子吸收能量的原则是吸收能量恰好等于两个能级差，或者吸收能量大于或等于其电离能，使电子成为自由电子。当原子吸收光子时，由于光子不可分，故其必须选择能量满足上述原则的光 子；当原子吸收实物粒子（如电子）能量时，原子可以根据需要吸收其中的一部分能量，即对实物粒子的能量没有条件限制。
6、子核的结合能越大。因此有意义的是原子核的结合能与核子数之比，称为比结合能。比结合能越大，表示原子核越稳定。由于不同原子核中核子的比结合能不同，因此如果原子核发生变化，比如比结合能较小的原子核变成比结合能较大的原子核，就有可能释放出部分结合能，想办法利用 这部分能量就是原子能的利用，比如原子弹（核裂变）和氢弹（核聚变） 。 【典例解析】例 1. .(2013高考北京理综)以往我们认识的光电效应是单光子光电效应，即一个电子在极短时间内只能吸物理备课大师 免费 】。强激光的出现丰富了人们对于光电效应的认识，用强激光照射金属，由于其光子密度极大，一个电子在极短时间内吸收多个光子成为可能，从而形成多光子
7、光电效应，这已被实验证实。光电效应实验装置示意如图 4。用频率为 的普通光源照射阴极 k，没有发生光电效应 ，换同样频率为 的强激光照射阴极 k，则发生了光电效应；此时，若加上反向电压 U，即将阴极 k 接电源正极，阳极 A 接电源负极，在 间就形成了使光电子减速的电场，逐渐增大 U，光电流会逐渐减小；当光电流恰好减小到零时，所加反向电压 U 可能是下列的（其中W 为逸出功，h 为普朗克常量，e 为电子电量）A. U= - B. U=2 - D. U= . 小明用金属铷为阴极的光电管，观测光电效应现象，实验装置示意如图甲所示。已知普朗克常量h=Js。3410（1）图中电极 A 为光电管的 （填
8、“阴极”或“ 阳极”） ；（3 分）（2）实验中测得铷的遏止电压 入射光频率 之间的关系 如图乙所示，则铷的截止频率 C= 出功 J；（ 4 分）来源:3）如果实验中入射光的频率 =014产生的光电子的最大初动能物理备课大师 免费 】(3 分)析】 （1）在光的照射下，逸出的光电子在电场力作用下向阳极移动，图中电极 A 为光电管的阳极。例 3（2007 年高考重庆理综）真空中有一平行板电容器，两极板分别由铂和钾(其极限波长分别为 1 和 2)制成，板面积为 S, 间距为 d. 现用波长为 ( 1 2 的单色光持续照射两板内表面，则电容器)的最终带电量与其成正比的为（ ）A. B. C. D.
9、112答】（2014 年 4 月北京市海淀区模拟）根据玻尔理论，电子绕氢原子核运动可以看作是仅在库仑引力作用下的匀速圆周运动，已知电子的电荷量为 e，质量为 m，电子在第 1 轨道运动的半径为 电力常量为 k。（1）电子绕氢原子核做圆周运动时，可等效为环形电流，试计算电子绕氢原子核在第 1 轨道上做圆周运动的周期及形成的 等效电流的大小； 物理备课大师 免费 】（2）氢原子在不同的能量状态，对应着电子在不同的轨道上绕核做匀速圆周运动，电子做圆周运动的轨道半径满足 rn=中 n 为量子数，即轨道序号，r n 为电子处于第 n 轨道时的轨道半径。电子在第 n 轨道运动时氢原子的能量 电子动能与“电
10、子个系统电势能的总和。理论证明，系统的电势能 电子绕氢原子核做圆周运动的半径 r 存在关系：E p=-k 无穷远为电势能零点） 。请根据以上条件完成下面的问题。试证明电子在第 n 轨道运动时氢原子的能量 电子在第 1 轨道运动时氢原子的能量 足关系式；21假设氢原子甲核外做圆周运动的电子从第 2 轨道跃迁到第 1 轨道的过程中所释放的能量，恰好被量子数n=4 的氢原子乙吸收并使其电离，即其核外在第 4 轨道做圆周运动的电子脱离氢原子核的作用范围。不考虑电离前后原 子核的动能改变，试求氢原子乙电离后电子的动能。物理备课大师 免费 】【全免费 】一台二氧化碳气体激光嚣发出的激光功率为 P 1000
11、W，射出的光束截面积为 A。试问：来源:1）当该光束垂直入射到一物体平面上时，可能产生的光压的最大值为多少？（2）这束光垂直射到温度 T 为 273K，厚度 d 为 铁板上，如果有 80的光束能量被激光所照射的那一部分铁板所吸收，并使其溶化或与光束等截面积的直圆柱孔，这需要多少时间？已知，对于波长为 的光束，其每一个光子的动量为 p=h/，式中的 h 为普朗克恒量。铁的有关参数为：热容量 C=)，密度 =03kg/点 798K，溶解热 04J/尔质量 =5610理备课大师 免费 】【解答】：（1）光照射到物体表面上，由于光子的碰撞会对光照面产生压力，由这种压力产生的压强称为光压。来源:学科网
12、例 6. 太阳现在正处于主序星演化阶段，它主要是由电子和氢核、氦核等原子核组成，维持太阳辐射的是它内部的核聚变反应，核反应方程是核能，这些 核能最后转化为辐射能根据目前关于恒星 演化理论，若由于聚变反应使太阳中氢核数目从现有数减少 10，太阳将离开主序星阶段而转入红巨星阶段，为了简化，假定目前太阳全部由电子和氢核组成为了研究太阳的演化进 程，需知道目前太阳的质量，已知地球半径06，地球质量024地中心的距离011，地球表面处的重力加速度10/2，07秒，试估算目前太阳的质量已知质子质量p0的质量6 0子质量e 0速10 /，求每发生一次题中所述的核聚变反应所释放的核能 来源:学科网物理备课大师 免费 】又已知地球上与太阳光垂直的每平方米截面上，每秒钟通过的太阳辐射能 W0/，试估算太阳继续保持在主序星阶段还有多少
