专题05 选修3-5 原子物理-2018-2019学年高一物理下学期核心知识随学随练

专题05 选修3-5 原子物理 一．波粒二象性 一．基本概念[来源:学。科。网] 1．量子理论的建立：1900年德国物理学家普朗克提出振动着的带电微粒的能量只能是某个最小能量值ε的整数倍，这个不可再分的能量值叫做能量子。h为普朗克常数（J.S） 2．黑体：如果某种物体能够完全吸收入射的各种波长电磁波而不发生反射，这种物体就是绝对黑体，简称黑体。 3．黑体辐射：黑体辐射的规律为：温度越高各种波长的辐射强度都增加，同时，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。（普朗克的能量子理论很好的解释了这一现象） 二．光电效应 光子说 光电效应方程 1．光电效应（表明光子具有能量） (1)光的电磁说使光的波动理论发展到相当完美的地步，但是它并不能解释光电效应的现象。在光（包括不可见光）的照射下从物体发射出电子的现象叫做光电效应，发射出来的电子叫光电子。（实验图在课本） (2)光电效应的研究结果： 新教材：①存在饱和电流，这表明入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多；②存在遏止电压：使光电流减小到零的反向电压；③截止频率：光电子的能量与入射光的频率有关，而与入射光的强弱无关，当入射光的频率低于截止频率时不能发生光电效应；④效应具有瞬时性：光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过s。 2．光子说：光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的，频率为ν的光的能量子为。这些能量子被成为光子。 3．光电效应方程：同时，（是光电子的最大初动能；W是逸出功，即从金属表面直接飞出的光电子克服正电荷引力所做的功。） 三．康普顿效应（表明光子具有动量） 1．1918-1922年康普顿（美）在研究石墨对X射线的散射时发现：光子在介质中和物质微粒相互作用，可以使光的传播方向发生改变，这种现象叫光的散射。 2．在光的散射过程中，有些散射光的波长比入射光的波长略大，这种现象叫康普顿效应。 3．光子的动量： 四．光的波粒二象性 物质波 概率波 不确定关系 1．光的波粒二象性：干涉、衍射和偏振以无可辩驳的事实表明光是一种波；光电效应和康普顿效应又用无可辩驳的事实表明光是一种粒子，由于光既有波动性，又有粒子性，只能认为光具有波粒二象性。但不可把光当成宏观观念中的波，也不可把光当成宏观观念中的粒子。少量的光子表现出粒子性，大量光子运动表现为波动性；光在传播时显示波动性，与物质发生作用时，往往显示粒子性；频率小波长大的波动性显著，频率大波长小的粒子性显著。 2．光子的能量，光子的动量表示式也可以看出，光的波动性和粒子性并不矛盾：表示粒子性的粒子能量和动量的计算式中都含有表示波的特征的物理量——频率ν和波长λ。由以上两式和波速公式还可以得出：。 3．物质波：1924年德布罗意（法）提出，实物粒子和光子一样具有波动性，任何一个运动着的物体都有一种与之对应的波，波长，这种波叫物质波，也叫德布罗意波。 4．概率波：从光子的概念上看，光波是一种概率波。 5．不确定关系： ，△x表示粒子位置的不确定量，△p表示粒子在x方向上的动量的不确定量。 例题：1．光电效应实验中，下列表述正确的是(　　) A．光照时间越长光电流越大 B．入射光足够强就可以有光电流 C．遏止电压与入射光的频率有关 D．入射光频率大于极限频率才能产生光电子 2．用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应，可能使该金属产生光电效应的措施是(　　) A．改用频率更小的紫外线照射 B．改用X射线照射 C．改用强度更大的原紫外线照射 D．延长原紫外线的照射时间 3．在光电效应实验中，某金属的截止频率相应的波长为λo，该金属的逸出功为________．若用波长为λ(λ<λ0)的单色光做该实验，则其遏止电压为________．已知电子的电荷量、真空中的光速和普朗克常量分别为e、c和h. 4.如图甲，合上开关，用光子能量为2.5 eV的一束光照射阴极K，发现电流表读数不为零．调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于0.60 V时，电流表读数仍不为零，当电压表读数大于或等于0.60 V时，电流表读数为零．由此可知，光电子的最大初动能为________．把电路改为图乙，当电压表读数为2 V时，电子到达阳极时的最大动能为________．图乙中，电压表读数为2 V不变而照射光的强度增到原来的三倍，此时电子到达阳极时的动能是________． 5.如图所示，用导线将验电器与洁净锌板连接，触摸锌板使验电器指针归零．用紫外线照射锌板，验电器指针发生明显偏转，接着用毛皮摩擦过的橡胶棒接触锌板，发现验电器指针张角减小，此现象说明锌板带________电(选填“正”或“负”)；若改用红外线重复以上实验，结果发现验电器指针根本不会发生偏转，说明金属锌的极限频率________红外线的频率(选填“大于”或“小于”)． 二．原子结构 一、原子的核式结构 1. α粒