第十五章 第1课时 原子结构和波粒二象性（Word教参）-【优化指导】2024高考物理一轮复习高中总复习·第1轮（多选版 新教材 新高考）

第十五章　近代物理 考情分析 自主命题卷 全国卷 2022·河北卷·T4，光电效应 2022·湖南卷·T1，波粒二象性 2022·江苏卷·T4，波粒二象性 2022·浙江1月选考·T14，核反应、核能；T16，波粒二象性 2022·广东卷·T5，能级跃迁 2022·浙江6月选考·T7，能级跃迁；T14，衰变、半衰期 2022·重庆卷·T6，能级跃迁 2022·山东卷·T1，衰变、半衰期 2022·湖北卷·T1，核反应、核能 2022·辽宁卷·T2，核反应、核能 2022·北京卷·T1，能级跃迁；T7，综合性问题；T14，综合性问题 2021·广东卷·T1，衰变、半衰期 2021·湖南卷·T1，衰变、半衰期 2021·河北卷·T1，衰变、半衰期 2021·浙江6月选考·T14，核反应、核能 2022·全国乙卷·T4，波粒二象性 2022·全国甲卷·T4，衰变、半衰期 2021·全国甲卷·T17，衰变、半衰期 2021·全国乙卷·T17，衰变、半衰期 2020·全国Ⅲ卷·T19，衰变、半衰期 2020·全国Ⅰ卷·T19，核反应、核能 2020·全国卷·T18，核反应、核能 2019·全国Ⅰ卷·T14，能级跃迁 2019·全国Ⅱ卷·T15，核反应、核能 2018·全国Ⅱ卷·T17，光电效应 试题情境 生活实践类 医用放射性核素、霓虹灯、氖管、光谱仪、原子钟、威耳逊云室、射线测厚仪、原子弹、反应堆与核电站、太阳、氢弹，环流器装置等 学习探究类 光电效应现象、光的波粒二象性、原子的核式结构模型、氢原子光谱、原子的能级结构、射线的危害与防护、原子核的结合能、核裂变反应和核聚变反应等 第❶课时　原子结构和波粒二象性 一、光电效应 1．现象：照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出。这个现象称为光电效应，这种电子常称为光电子。 2．光电效应的实验规律 (1)存在截止频率； (2)存在饱和电流； (3)存在遏止电压； (4)具有瞬时性。 3．逸出功：要使电子脱离某种金属，需要外界对它做功，做功的最小值叫作这种金属的逸出功，用W0表示。不同金属，逸出功不同。 4.爱因斯坦光电效应方程：Ek＝hν－W0。 光子：光本身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hν，其中，h为普朗克常量。 光电效应中的“光”不是特指可见光，也包括不可见光。 二、原子的核式结构 1．α粒子散射实验：绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但有少数α粒子发生了大角度偏转，极少数偏转的角度甚至大于90°，也就是说，它们几乎被“撞了回来”。 2．原子的核式结构模型 (1)原子中带正电部分的体积很小，但几乎占有原子的全部质量，电子在正电体的外面运动。 (2)原子核是由质子和中子组成的，原子核的电荷数就是核中的质子数。 三、波粒二象性 1．光子不仅具有能量，而且具有动量，光子的动量p与光的波长λ和普朗克常量h有关。这三个量之间的关系式为p＝。 2．光的波粒二象性 (1)光电效应和康普顿效应揭示了光的粒子性。 (2)光既具有波动性，又具有粒子性。光具有波粒二象性。 四、氢原子光谱 1．光谱：用棱镜或光栅可以把物质发出的光按波长(频率)展开，获得光的波长(频率)和强度分布的记录，即光谱。 2．光谱分析：每种原子都有自己的特征谱线，可以用光谱来鉴别物质和确定物质的组成成分。 五、玻尔的原子模型 1．轨道量子化与定态：电子绕核运动的轨道是量子化的。电子在这些轨道上绕核的运动是稳定的，不产生电磁辐射。 2．频率条件：电子跃迁时放出、吸收的光子的能量由前后两个能级的能量差决定，即hν＝En－Em。 (1)卢瑟福做α粒子散射实验时发现，绝大多数α粒子沿直线穿过金箔，只有少数发生大角度偏转。(　　√　　) (2)光子和光电子都是实物粒子。(　　×　　) (3)美国物理学家康普顿发现了康普顿效应，证实了光的粒子性。(　　√　　) (4)利用线状谱和连续谱都可以鉴别物质和确定物质的组成成分。(　　×　　) (5)电子吸收某种频率条件的光子时会从较低的能量态跃迁到较高的能量态。(　　√　　) 1．(2022·北京卷)氢原子从某激发态跃迁到基态，则该氢原子(　　) A．放出光子，能量增加　　 B．放出光子，能量减少 C．吸收光子，能量增加 D．吸收光子，能量减少 B　解析：氢原子从某激发态跃迁到基态，则该氢原子放出光子，且放出光子的能量等于两能级之差，能量减少，B正确。 2．光电效应实验中，下列表述正确的是(　　) A．光照时间越长光电子的最大初动能越大 B．入射光足够强就可以有光电流导出 C．遏止电压与入射光的强度有关 D．入射光频率小于极限频率时，不论光照时间多长，都不能发生光电效应 D　解析：光电子的最大初动能与光照时间无关