第十五章 原子结构 波粒二象性 原子核-【赢在微点】2024高考物理大一轮复习顶层设计核心微讲教师用书word（新教材新高考）

第十五章 原子结构　波粒二象性　原子核 第1讲　光电效应　波粒二象性 如图为光电效应实验装置示意图,光照射光电管的阴极时产生光电子,灵敏电流表中有电流通过。 (1)照射光的能量是一份一份的,是不连续的。 (√) (2)若照射光的频率为ν,则照射光的光子能量E=hν。 (√) (3)当入射光的频率小于截止频率时,增长照射时间也能产生光电效应现象。 (×) (4)当入射光的强度一定时,将滑动变阻器的滑片向右移动,光电流一定增大。 (×) (5)入射光的频率一定时,所发射出来的光电子的初动能都等于最大初动能。 (×) 考点1　黑体辐射及其实验规律 1.热辐射。 (1)定义:周围的一切物体都在辐射电磁波,这种辐射与物体的温度有关,所以叫热辐射。 (2)特点:热辐射强度按波长的分布情况随物体温度的不同而有所不同。 2.黑体、黑体辐射的实验规律。 (1)黑体:能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体。 (2)黑体辐射的实验规律。 ①对于一般材料的物体,辐射电磁波的情况除与温度有关外,还与材料的种类及表面状况有关。 ②黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关。随着温度的升高,一方面,各种波长的辐射强度都有增加;另一方面,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动,如图。 3.能量子。 (1)定义:普朗克认为,当带电微粒辐射或吸收能量时,只能辐射或吸收某个最小能量值ε的整数倍,这个不可再分的最小能量值ε叫作能量子。 (2)能量子大小:ε=hν,其中ν是带电微粒吸收或辐射电磁波的频率,h称为普朗克常量。h=6.626×10-34 J·s(一般取h=6.63×10-34 J·s)。 【典例1】　关于黑体和黑体辐射,下列叙述不正确的是 (　　) A.玻尔通过研究黑体辐射提出能量子的概念,成为量子力学的奠基人之一 B.黑体能完全吸收入射的各种波长的电磁波,不反射 C.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关 D.随着温度的升高,黑体各种波长的辐射强度都增加且辐射强度的极大值向波长较短的方向移动 解析　普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念,成为量子力学的奠基人之一,A项错误;能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射,这样的物体称为黑体,B项正确;与一般材料的物体不同,黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关,故C项正确;随着温度的升高,一方面,黑体各种波长的辐射强度都有增加,另一方面,黑体辐射强度的极大值向波长较短的方向移动,D项正确。综上所述,应选A。 答案　A 【典例2】　一点光源以113 W的功率向周围所有方向均匀地辐射波长约为6×10-7 m的光,在离点光源距离为R处每秒垂直通过每平方米的光子数为3×1014个。普朗克常量h=6.63×10-34 J·s。R约为 (　　) A.1×102 m B.3×102 m C.6×102 m D.9×102 m 解析　一个光子的能量为E=hν,ν为光的频率,光的波长与频率有以下关系c=λν,光源每秒发出的光子的个数n==,P为光源的功率。以光源为球心、半径为R的球面上的光子数也为n,球面的表面积S = 4πR2,则有=3×1014,联立以上各式解得R≈3×102 m,B项正确。 答案　B 考点2　光电效应规律 1.光电效应及其规律。 (1)光电效应现象。 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)光电效应的产生条件。 入射光的频率大于或等于金属的截止频率。 (3)光电效应规律。 ①每种金属都有一个截止频率νc,入射光的频率必须大于或等于这个截止频率才能产生光电效应。 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或等于截止频率时,在光的颜色不变的情况下,入射光越强,饱和电流越大,逸出的光电子数越多,逸出光电子的数目与入射光的强度成正比,饱和电流的大小与入射光的强度成正比。 2.爱因斯坦光电效应方程。 (1)光电效应方程。 ①表达式:hν=Ek+W0或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电子的最大初动能。 (2)逸出功W0:电子从金属中逸出所需做功的最小值,W0=hνc=h。 (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。 1.与光电效应有关的五组概念对比。 (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。光子是光电效应的因,光电子是光电效应的果。 (2)光电子的初动能与