第12章 原子与原子核-【优化探究】2024高考物理一轮复习高考总复习配套教参（人教版 老教材 老高考）

目标要求 三年命题统计 光电效应Ⅰ 爱因斯坦光电效应方程Ⅰ 氢原子光谱Ⅰ 氢原子的能级结构、能级公式Ⅰ 原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰期Ⅰ 放射性同位素Ⅰ 核力、核反应方程Ⅰ 结合能、质量亏损Ⅰ 裂变反应和聚变反应、裂变反应堆Ⅰ 射线的危害与防护Ⅰ 备考策略 分析近三年命题点和对核心素养的要求，2024年备考要关注以下几点 (1)光电效应现象及实验规律并能用光电效应方程计算。 (2)熟记光的波粒二象性及物质波的特点。 (3)用玻尔理论解释原子结构模型及氢原子光谱，结合能级图求解原子的跃迁问题。 (4)掌握原子核的衰变、半衰期、核反应方程及核能的计算 第1讲　光电效应　波粒二象性 授课提示：对应学生用书第268页 一、光电效应 1．定义 照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出的现象。 2．光电子 光电效应中发射出来的电子。 3．研究光电效应的电路图(如图所示) 其中A是阳极，K是阴极。 4．光电效应规律 (1)每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产生光电效应。低于这个频率的光不能产生光电效应。 (2)光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而增大。 (3)光电效应的发生几乎是瞬时的，一般不超过10－9 s。 (4)当入射光的频率大于极限频率时，饱和光电流的强度与入射光的强度成正比。 二、爱因斯坦光电效应方程 1．光子说 在空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，每一份叫作一个光的能量子，简称光子，光子的能量ε＝hν。其中h＝6.63×10－34 J·s(称为普朗克常量)。 2．逸出功W0 使电子脱离某种金属所做功的最小值。 3．最大初动能 发生光电效应时，金属表面上的电子吸收光子后克服原子核的引力逸出时所具有的动能的最大值。 4．遏止电压与截止频率 (1)遏止电压：使光电流减小到零的反向电压Uc。 (2)截止频率：能使某种金属发生光电效应的最小频率叫作该种金属的截止频率(又叫极限频率)。不同的金属对应着不同的极限频率。 5．爱因斯坦光电效应方程 (1)表达式：Ek＝hν－W0。 (2)物理意义：金属表面的电子吸收一个光子获得的能量是hν，这些能量的一部分用来克服金属的逸出功W0，剩下的表现为逸出后光电子的最大初动能Ek＝mev2。 三、光的波粒二象性与物质波 1．光的波粒二象性 (1)光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有波动性。 (2)光电效应说明光具有粒子性。 (3)光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的波粒二象性。 2．物质波 (1)概率波 光的干涉现象是大量光子的运动遵守波动规律的表现，亮条纹是光子到达概率大的地方，暗条纹是光子到达概率小的地方，因此光波又叫概率波。 (2)物质波 任何一个运动着的物体，小到微观粒子大到宏观物体都有一种波与它对应，其波长λ＝，p为运动物体的动量，h为普朗克常量。 授课提示：对应学生用书第269页 命题点一　光电效应规律和光电效应方程的应用 自主探究 1．区分光电效应中的四组概念 (1)光子与光电子：光子指光在空间传播时的每一份能量，光子不带电；光电子是金属表面受到光照射时发射出来的电子，其本质是电子。 (2)光电子的动能与光电子的最大初动能：电子吸收光子能量后，一部分克服阻碍作用做功，剩余部分转化为光电子的初动能，只有直接从金属表面飞出的光电子才具有最大初动能。 (3)光电流和饱和光电流：从金属板飞出的光电子到达阳极，回路中便产生光电流，随着所加正向电压的增大，光电流趋于一个饱和值，这个饱和值是饱和光电流，在一定的光照条件下，饱和光电流与所加电压大小无关。 (4)入射光强度与光子能量：入射光强度指单位时间内照射到金属表面单位面积上的总能量。光子能量为普朗克常量和电磁辐射频率的乘积，ε＝hν。 2．对光电效应规律的解释 对应规律 对规律的产生的解释 光电子的最大初动能随着入射光频率的增大而增大，与入射光强度无关 电子吸收光子能量后，一部分克服阻碍作用做功，剩余部分转化为光电子的初动能，只有直接从金属表面飞出的光电子才具有最大初动能，对于确定的金属，W0是一定的，故光电子的最大初动能只随入射光频率的增大而增大 光电效应具有瞬时性 光照射金属时，电子吸收一个光子的能量后，动能立即增大，不需要能量积累的过程 光较强时饱和光电流大 光较强时，包含的光子数较多，照射金属时产生的光电子较多，因而饱和光电流较大 1．(2023·华南师大附中模拟)如图是工业生产中大部分光电控制设备(如夜亮昼熄的路灯)用到的光控继电器的示意图，它由电源、光电管、放大器、电磁继电器等组成。则对该装备，下列说法正确的是(　　) A．a端为电源负极 B．流过电磁铁的电流是交流电 C．电磁铁的原理是利用电流的磁效应 D．只要有光照射光电管，