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1、此资料由网络收集而来，如有侵权请告知上传者立即删除。资料共分享，我们负责传递知识。第十六章 近代物理本章知识大部分内容是高考考试说明中要求初步了解的内容.由于近代物理在现代科学技术中应用日益广泛，联系实际问题增加，因此本章知识几乎是高考年年必考内容之一本章内容分为两部分，即量子论初步与原子核量子论初步主要围绕“光”这一主题，研究光的本质及产生过程中表现出的量子化问题；原子核的研究则是通过对一些发现及实验的分析，阐明原子核的组成及其变化规律在学习近代物理的过程中，我们不仅要学习本章所阐明的物里知识及规律，更重要的是还要学习本章在研究问题过程中所表现出的物理思想和物理方法，对提高分析综合能力有很大
2、帮助的 本章相关内容及知识网络专题一 光电效应考点透析一、本专题考点 光电效应、光子和爱因斯坦光电效应方程是类要求。二、理解和掌握内容 光电效应：在光（包括不可见光）的照射下从物体表面发射电子的现象叫做光电效应，发射出的电子叫光电子光电效应的规律如下： 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。 发出的光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随着入射光频率的增大而增大 当入射光照射到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过10-9S 当入射光的频率一定且大于极限频率时，单位时间内逸出的光电子数与入射光的强度成正比 上述规律与波尔理论的矛盾可概括为
3、两点： 电子吸收光的能量是瞬时完成的，而不象波尔理论预计的那样有积累过程 光的能量与频率有关，而不象波尔理论预计的那样是由振幅决定爱因斯坦对光电效应的解释： 空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光子一个光子的能量可写成：h（ 式中h 称为普朗克常数，其值为h6.6310-34Js）当光照射到物体表面时，光子的能量可被某个电子吸收，吸收了光子的电子如果具备足够的能量，就可挣脱周围原子核的束缚而物体表面飞出从而形成光电子光电子的最大初动能与入射光的频率之间满足下列关系式： 上式称为爱因斯坦光电效应方程，式中称为逸出功，其值等于电子为挣脱周围原子的束缚形成光电子所需的最小能量 如果
4、入射光子的能量小于，电子即使俘获了光子，也不能挣脱周围原子的束缚形成光电子，这就是极限频率的存在的原因；否则如果入射光的频率较高，一个光子的能量能被一个电子完全吸收而不需要能量的积累过程即可形成光电子，这就解释了光电效应的瞬时性；在入射光的频率一定时，入射光的强度越大，单位时间内射入的光子数就越多，因而被电子俘获的机会也就越大，这样就解释了单位时间内逸出的光子数与入射光的强度成正比；至于光电子的最大初动能决定于入射光的频率从光电方程中即可看出这点例题精析 例题 下列关于光电效应规律说法中正确的是（ ）入射光的频率加倍，光电子的最大初动能也加倍增大入射光的波长，一定可增大单位时间内逸出的光电子数
5、 提高光电管两端的电压，可增大逸出光电子的最大初动能 保持入射光的强度不变而增大其频率，则单位时间内逸出的光电子数将减少 解析：本题主要考查对爱因斯坦光子说及光电方程的理解光电效应方程表明：光电子的最大初动能随着入射光频率的增大而增大，但不是成正比，所以选项错波长增大，频率降低，可能不发生光电效应，况且单位时间内逸出的光电子数与入射光的波长并没有直接关系，所以选项错光电管两端的电压对光电效应中光电子的逸出没有影响，它只能改变光电子逸出后的动能而不能影响光电子刚逸出时的初动能，所以选项也是错的表面上看来，根据光电效应规律中的“当入射光的频率大于极限频率时，单位时间内逸出的光电子数与入射光的强度成
6、正比”判断，选项也不对，但实际上，上述规律应是在频率一定的条件下结论才能成立，在该条件下，入射光的强度增大，也就增大了单位时间内入射的光子数，这样才能导致光电子数的增加也就是说单位时间内逸出的光电子数正比于单位时间内射入的光子数，而该题选项是在保持强度不变的情况下增大入射光的频率，这样就会使得单位时间内射入的光子数减少，因而必将导致单位时间内逸出的光电子数减少，所以本题正确选项为思考与拓宽：如果某种金属的极限频率在红外区，现在分别用相同功率的绿光灯和紫光灯在相同的距离下照射该金属，试分析两种情况下单位时间内逸出的光电子数是否相同？例题2 一般情况下，植物的叶在进行光合作用的过程中，最不易吸收下
7、列哪种颜色的光的光子？（ ）红色光 绿色光 蓝色光 紫色光解析：本题主要考查知识的迁移能力及推理能力初看题目，给人的感觉似乎是一道生物题，但仔细分析一下，该题实际上是一道物理题我们都知道：物体在接收光的照射时往往表现出两个方面的反应，即反射和吸收，物体的颜色往往取决于其反射光的颜色，植物的叶一般都呈绿色说明植物的叶对绿光的反射较强烈，因而对绿色光的吸收也就较差，因此本题的正确选项应为 能力提升知识与技能三种不同的入射光、分别照射在三种不同的金属、的表面，均恰可使金属中逸出光电子，若三种入射光的波长满足下列关系ABC，则： （ ） 用入射光照射金属或，则金属和均可发生光电效应 用入射光和同时照射
8、金属，则金属可发生光电效应 用入射光照射金属或，则金属和均不能发生光电效应 用入射光和照射金属，则均可使金属可发生光电效应光电效应的四条规律中，波动说仅能解释的一条是（ ）入射光的频率大于极限频率才能产生光电效应 单位时间内逸出的光子数与入射光强度成正比 光电子最大初动能只与入射光的频率有关 当入射光照射到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的 关于光电效应下列说法正确的是（ ） A金属的逸出功与入射光的频率成正比 B单位时间内产生的光电子数与入射光的强度无关 C用不可见光照射金属一定比用可见光照射同种金属产生的光电子的最大初动能大 对任何金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长大于此波长时，就不
9、能产生光电效应 对爱因斯坦光子说的理解，下列说法正确的是( ) 光子能量能被电子吸收一部分，使光子频率降低 . 光子能量不能被吸收一部分, 被吸收时，要么全部被吸收，要么不被吸收 在光电效应中，金属板表面的电子可吸收多个光子，然后逸出 . 原子吸收光子，只能一次性全部吸收一个光子的能量，且任何光子都被吸收 有关光的波粒二象性，下列说法中正确的是（ ） 光子能量越大，光的波动性越显著 光的波长越长，光的粒子性越显著 C少数光子行为表现光的粒子性，大量光子行为表现光的波动性 D光的粒子性表明光是由一些小颗粒组成的 入射光照到某金属表面并发生光电效应，若把光强度减弱而频率不变，则（ ） 从光照到金属
10、上到发射出电子的时间间隔将增长 光电子最大初动能会减小 单位时间内逸出的电子数将减少 可能不发生光电效应能力与素质用红色光照射光电管阴极发生光电效应时，光电子的最大初动能为1，光电流为1，若改用强度相同的紫光照射同一光电管，产生光电子的最大初动能和光电流分别为2和2，则下列关系正确的是：（ ） 1 12 1 12 1 12 1 12 在研究光的波动性所做的双缝干涉实验中，如果无限减弱入射光的强度，以至于可认为光子只能一个一个地通过狭缝，并将光屏换上感光底片，则将出现下列结果： 短时间曝光，底片上将出现一些不规律排列的点子，这些点子是光子打到底片上形成的；短时间曝光，底片上将出现干涉条纹，只不过
11、条纹不是很清晰；如果长时间曝光，底片上将出现干涉条纹，表现出光的波动性； 不论曝光时间长短，底片上都将出现清晰的干涉条纹 上述判断中正确的是：（ ） 只有 只有 只有 只有 一个功率为100W的正在工作的电灯主要向外辐射红外线和可见光，两者的比例大约为41，如果可见光的平均波长按500nm计算，试估算每秒钟一个该灯泡辐射出的可见光光子数目为_(结果取一位有效数字，普朗克常数6.631034Js） 10在绿色植物的光合作用中，每放出一个氧分子需吸收个波长为688nm的光子的能量晚上用“220、100”的白炽灯照射蔬菜大棚内的蔬菜，如果该灯的发光效率为20，且其中50%的光能被蔬菜吸收，则一晚（1
12、2小时）可放出氧气_升（普朗克常数6.631034Js阿伏伽德罗常数N06.021023mol）专题二 原子能级 物质波 考点透析一、 本专题考点 氢原子的能级是类要求，物质波是类要求。二、 理解和掌握内容 1897年，汤姆生发现了电子，从而提出了原子结构的问题汤姆生认为：原子是一个球体，正电荷均匀分布在整个球体内，电子像枣糕里的枣子那样镶嵌在原子里为了探究原子的组成，英国物理学家卢瑟福于1911年做了粒子散射实验（将在后面分析）通过分析试验结果，卢瑟福提出了原子的核式结构模型：在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕着
13、核旋转，原子核内所带的正电荷数等于核外电子数，所以整个原子是电中性的，电子绕核旋转所需的向心力就是核对它的库仑力卢瑟福还通过实验数据估算出了原子核半径的大小和原子半径的大小，其数量级分别是10-1510-14和10-10 卢瑟福的原子模型虽然能很好的解释粒子散射结果，但却与经典的电磁理论（19世纪以前的物理学通常称为经典物理学）发生了矛盾主要表现在两个方面： 按照经典电磁理论，绕核高速圆周运动的电子是要向外辐射电磁波的，随着能量的释放，电子的旋转半径就会越来越小，最终会落到原子核里，这样原子应当是极不稳定的，但实际情况并非如此 随着电子绕核旋转半径的连续变化，电子绕核旋转的频率也会连续改变，这样原子光谱应当是连续谱而不是线状谱，这也与实际情况不符为了解决上述矛盾，玻尔提出了原子的轨道量子化模型玻尔模型：围绕原子核运动的电子轨道半径只能是某些分立的数值，这种现象叫轨道的量子化；不同的轨道对应着不同的状态，在这些状态中，尽管电子做变速运动，却不辐射能量，因此这些状态是稳定的；原子在不同的状态中具有不同的能量，所以原子的能量也是量子化的，这些能量值叫能级能量最低的状态叫基态，其他的状态叫激发态图18-1是氢原子的能级图光子的发射和吸收：原子处于基态时最稳定，处于较高能级时会自发地向较低能级
