2021-2022学年高二下学期物理人教版（2019）期末复习专题资料6--- 原子物理单元复习

高二物理期末复习专题资料 《原子、原子核》单元复习 考点一： 光电效应 【例题1】（多选）爱因斯坦成功地解释了光电效应现象，提出了光子说，关于与光电效应有关的四个图像如图3所示，下列说法正确的是（ACD） A.如图甲装置，如果先让锌板带负电，再用紫外线照射锌板，则验电器的张角可能变小 B.根据图乙可知，黄光越强，光电流越大，说明光子的能量与光强有关 C.由图丙可知ν2为该金属的截止频率 D.由图丁可知，E等于该金属的逸出功 【例题2】氢原子的能级图如图甲所示，一群处于第4能级的氢原子，向低能级跃迁过程中能发出不同频率的光，其中只有频率为、两种光可让图乙所示的光电管阴极K发生光电效应。分别用频率为、的两个光源照射光电管阴极K，测得电流随电压变化的图像如图丙所示。下列说法中正确的是（　C　） A．处于第4能级的氢原子向低能级跃迁时可以发出3种不同频率的可见光 B．图丙中的图线a所表示的光是氢原子由第4能级向基态跃迁发出的 C．图丙中的图线b所表示的光的光子能量为12.75eV D．用图丙中的图线a所表示的光照射阴极K时，光电子的最大初动能比用图线b所表示的光照射时更大 【例题3】用波长λ＝0.071nm的伦琴射线使金属箔发生光电效应而发射光电子．光电子在磁感应强度为B的匀强磁场区域内做最大半径为r的匀速圆周运动，已知r·B＝1.88×10－4T·m.电子的质量m＝9.1×10－31kg，试求： (1)光电子的最大初动能； (2)金属的逸出功； (3)该电子的物质波波长． 解析　(1)电子在磁场中运动半径最大时对应的初动能最大．洛伦兹力提供向心力，则evB＝m， Ek＝mv2，解得Ek＝，代入数据解得Ek≈4.96×10－16J.　(2)由爱因斯坦的光电效应方程可得Ek＝hν－W, ν＝，故W＝－Ek，代入数据解得W＝2.3×10－15J.　(3)由物质波波长公式可得λ′＝，电子的动量p＝mv，解得λ′≈2.2×10－11m. 要点归纳1.一个条件：入射光的频率大于或等于极限频率 2.两个关系：（1）入射光频率一定，光强大 → 光子数目多 → 发射光电子多 → 光电流大 （2）光子频率高 → 光子能量大 → 光电子的最大初动能大 3.三个式子：（1）爱因斯坦光电效应方程：EK = hν - W0 （2）最大初动能与遏制电压的关系：Ek = eUc （3）逸出功与极限频率的关系：W0 = hν0 4.四点提醒：（1）能否发生光电效应：不取决于光的强度而取决于光的频率。 （2）光电效应中的“光”不是特指可见光，也包括不可见光。 （3）逸出功和极限频率的大小由金属本身决定，与入射光无关 （4）光电子不是光子，而是电子 考点二：玻尔原子理论和能级跃迁 【例题4】氢原子能级图如图，一群氢原子处于n＝4能级上.当氢原子从n＝4能级跃迁到n＝3能级时，辐射光的波长为1 884 nm，下列判断正确的是(D　　) A.氢原子向低能级跃迁时，最多产生4种谱线 B.从高能级向低能级跃迁时，氢原子核一定向外放出能量 C.氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级时，辐射光的波长大于1 884 nm D.用从n＝5能级跃迁到n＝2能级辐射的光照射W逸＝2.29 eV的钠，能发生光电效应 【例题5】子与氢原子核（质子）构成的原子称为氢原子,它在原子核物理的研究中有重要作用. 图示为氢原子的能级示意图，假定光子能量为的一束光照射容器中大量处于能级的氢原子，氢原子吸收光子后，发出频率为、、、、和的光，且频率依次增大，则等于( C ) A. B. C. D. 【例题6】　氦原子被电离一个核外电子，形成类氢结构的氦离子的能级示意图如图所示。在具有下列能量的光子或者电子中，不能被基态氦离子吸收而使其发生跃迁的是（　A　） A．42.8eV（光子） B．43.2eV（电子） C．41.0eV（电子） D．54.4eV（光子） 【例题7】已知氢原子的基态能量为，激发态能量为，其中，，已知普朗克常量为，电子的质量为，则下列说法正确的是（ B ） A. 氢原子从基态跃迁到激发态后核外电子动能减小，原子的电势能增大，动能和电势能之和不变． B. 基态氢原子中的电子吸收一频率为的光子被电离后，电子速度大小为 C. 一个处于的激发态的氢原子，向低能级跃迁时最多可辐射出种不同频率的光 D. 第一激发态氢原子的电离能等于 要点归纳：1. 玻尔原子理论提出了定态假设、跃迁假设和轨道量子化假设． 2. 对氢原子能级图的理解：由En＝可知处于基态氢原子的能量与处于激发态氢原子的能量之间的关系． 3. 跃迁过程中吸收或辐射光子的能量满足hν＝|En－Em|. 4. 大量处于n激发态的氢原子向基态跃迁时最