第57期 原子的核式结构模型 氢原子光谱和玻尔的原子模型 粒子的波动性和量子力学的建立-【数理报】新教材2023-2024学年高二物理选择性必修第三册同步学案（人教版2019）

书 第５６期２版参考答案 素养专练１．普朗克黑体辐射理论 １．ＣＤ　２．Ａ　３．Ｂ　４．Ｂ　５．Ａ　６．Ｃ 素养专练２．光电效应规律 １．Ｂ　２．Ｃ　３．Ａ　４．Ｃ　５．Ａ　６．Ｄ 第５６期３版参考答案 Ａ组 １．Ａ　２．Ｂ　３．Ｂ　４．Ｃ　５．Ｂ ６．减小　无 ７．解析：黑体辐射与温度之间有着密切的关系，在室温下，大多数物体辐射不可见的红外 光．但当物体被加热到５００℃左右时，开始发出暗红色的可见光，随着温度的不断上升，辉光逐 渐亮起来，而且波长较短的辐射越来越多，大约在１５００℃时就会变成明亮的白炽光．这说明同 一物体在一定温度下所辐射的能量，在不同波长区域的分布是不均匀的，而且温度升高，辐射强 度的极大值向波长较短、频率较高的方向移动．因此，火焰颜色也随之而改变． ８．解析：（１）光电子的最大初动能Ｅｋ＝ｅＵｃ． （２）因为ν＝ ｃλ ，根据光电效应方程ｈｃ λ －ｈｃ λ０ ＝ｅＵｃ 解得ｈ＝ ｅＵｃ ｃ λ － ｃ λ０ ＝ ｅＵｃλ０λ ｃ（λ０－λ） ． Ｂ组 １．ＢＤ　２．ＡＢＤ　３．ＡＤ ４．（１）右　（２）２ｅＶ或３．２×１０－１９Ｊ　（３）不变 ５．解析：（１）已知激光器的功率Ｐ＝１０Ｗ，每次“点焊”需要的能量Ｅ＝２×１０－３Ｊ，根据Ｅ ＝Ｐｔ得每次“点焊”视网膜的时间是 ｔ＝ ＥＰ ＝ ２×１０－３ １０ ｓ＝２×１０ －４ｓ； （２）设每个光子的能量为Ｅ０，则Ｅ０ ＝ｈν＝ｈ ｃ λ ，在这段时间内发出的激光光子的数量 ｎ＝ ＥＥ０ ＝Ｅλｈｃ＝ ２×１０－３×５００×１０－９ ６．６３×１０－３４×３×１０８ （个）≈５×１０１５（个）． 书 （上接第１版） 问题思考 光谱一词最早由牛顿提出，１６６６年，牛顿就发现了白光通过三棱镜后的色散现象， 并把实验中得到的彩色光带叫作光谱，从此拉开了研究光谱的序幕． （１）研究光谱有哪方面的意义？ （２）能否根据对月光的光谱分析确定月球的组成成分？ 思考提示 （１）光是由原子内部电子的运动产生的，因此光谱研究是探索原子结构的重要途径． （２）不能．月球不能发光，它只能反射太阳光，故其光谱是太阳的光谱． §４．５粒子的波动性和量子力学的建立 １．了解物质波，知道实物粒子具有波动性； ２．知道ν＝ εｈ和λ＝ ｈ ｐ揭示了光的粒子性和波动性之间的联系； ３．了解量子力学的建立及在微观世界中的应用． 课本预习 一、粒子的波动性 １．每一个运动的粒子都与一个对应的波相联系，这种与实物粒子相联系的波后来 被称为德布罗意波，也叫作物质波． ２．物质波波长、频率的计算公式： ， ． 二、物质波的实验验证 １．１９２７年戴维森和汤姆孙分别用单晶和多晶晶体做了 衍射的实验，从而证 实了 的波动性． ２．后来陆续证实了中子、质子以及原子、分子的波动性，对于这些粒子，德布罗意 给出的 和 关系同样正确． ３．我们之所以看不到宏观物体的波动性，是因为宏观物体的动量太大，德布罗意 波长太 的缘故． 书 原子跃迁问题是原子结构的重要内容，也是高考出 题的一个热点问题，多以选择题的形式出现，下面我们 就一起详细了解一下： １．能级图中相关量意义的说明 氢原子能级图如图１所示，图中文字和数据详细说 明见下表． 相关量 意义 能级图中的横线 表示氢原子可能的能量状态 ———定态 横线左端的数 字“１，２，３，…” 表示量子数 横线右端的数字 “－１３．６，－３．４，…” 表示氢原子的能量 相邻横线间的距离 表示相邻的能量差，量子数越大 相邻的能量差越小，距离越小 带箭头的竖线 表示原子由较高能级向较低能 级跃迁，原子跃迁的条件为 ｈν ＝Ｅｍ －Ｅｎ ２．两类能级跃迁 （１）自发跃迁：高能级→低能级，释放能量，发出光 子． 光子的频率ν＝ΔＥｈ ＝ Ｅ高 －Ｅ低 ｈ ． （２）受激跃迁：低能级→高能级，吸收能量． ①光照（吸收光子）：光子的能量必须恰等于能级 差ｈν＝ΔＥ． ②碰撞、加热等：只要入射粒子能量大于或等于能 级差即可，Ｅ外 ≥ΔＥ． ③大于电离能的光子被吸收，将原子电离． ３．谱线条数的确定方法 （１）一个氢原子跃迁发出可能的光谱线条数最多 为（ｎ－１）． （２）一群氢原子跃迁发出可能的光谱线条数的两 种求解方法． ①用数学中的组合知识求解：Ｎ＝Ｃ２ｎ ＝ ｎ（ｎ－１） ２ ． ②利用能级图求解：在氢原子能级图中将氢原子跃 迁的各种可能情况一一画出，然后数清楚相加． 例１．（多选）氢原子能级如 图２所示，已知可见光光子的能 量在１．６１～３．１０ｅＶ范围内，则 下列说法正确的是 （　　） Ａ．氢原子能量状态由ｎ＝２ 能级跃迁到ｎ＝１能级，放出的 光子为可见光 Ｂ．大量氢原子处于ｎ＝４能级时，向低能级跃迁能 发出６种不同频率的光子 Ｃ．处于基态的氢原子电离需要释放１３．６ｅＶ的能量