第十九单元原子 原子核 讲义 -2024届上海市高三物理二轮专题等级总复习精讲

第十九单元原子 原子核 目录 第1讲光电效应 波粒二象性 2 第2讲原子结构 原子核 12 课标要求: 1.了解人类探索原子及其结构的历史。知道原子的核式结构模型。通过对氢原子光谱的分析，了解原子的能级结构。 2.了解原子核的组成和核力的性质。知道四种基本相互作用。能根据质量数守恒和电荷守恒写出核反应方程。 3.了解放射性和原子核衰变。知道半衰期及其统计意义。了解放射性同位素的应用,知道射线的危害与防护。 4.认识原子核的结合能,了解核裂变反应和核聚变反应。关注核技术应用对人类生活和社会发展的影响。 5.了解人类对物质结构的探索历程。 6.通过实验,了解光电效应现象。知道爱因斯坦光电效应方程及其意义。能根据实验结论说明光电的波粒二象性。 7.知道实物粒子具有波动性,了解微观世界的量子化特征。体会量子论的建立对人们认识物质世界的影响。 知识结构 第1讲光电效应 波粒二象性 内容梳理 【概念规律】 一、光电效应 1.光电效应实验 在光的照射下物体发射电子的现象,叫做光电效应,发射出来的电子叫做光电子。光通过小窗照到阴极上,在光的作用下,电子从电极逸出,并受电场加速而形成电流,这种电流称为光电流。 2.光电效应规律 (1)任何一种金属都对应一个极限(截止)频率,入射光频率必须__________极限频率才会产生光电效应。 (2)光电子的最大初动能与入射光的强度__________，只随着入射光频率的增大而增大。 (3)当入射光频率大于极限频率时,保持频率不变,光电流的强度与入射光的强度成__________。 (4)入射光照到金属上时,光电子的发射几乎是__________的,一般不超过。 3.光电效应方程 。表示金属的逸出功,若表示金属的极限频率,则。 4.康普顿效应 光子与石墨中的电子发生碰撞后,成分中出现波长变长的光子的现象。康普顿因此获得1927年的诺贝尔物理学奖。 康普顿效应证实了光子不仅具有能量,也具有动量,入射光和电子的作用可以看成弹性碰撞,则当光子与电子碰撞时,光子 的一些能量转移给了电子,碰撞过程中动量守恒,能量守恒,碰后光子可能沿1方向运动,并且波长变长。 康普顿效应的意义:康普顿效应表明光子除了具有能量之外,还具有动量,深入揭示了光的粒子性的一面,也再次证明了爱因斯坦光子说的正确性。光电效应应用于电子吸收光子的问题,而康普顿效应讨论光子与电子碰撞且没有被电子吸收的问题。 二、用图像表示光电效应的规律 1.图像 根据爱因斯坦光电效应方程,光电子的最大初动能是入射光频率的一次函数,图像如右图所示,其横轴截距为金属的极限频率,纵轴截距是金属的逸出功的负值,斜率为普朗克常量。 2.图像 光电流强度随光电管两极间电压的变化图像,如右图所示,图中为饱和光电流,为__________。在一定的光照条件下,单位时间内阴极发射的光电子的数目是一定的,光电流随着电压的增加而增加,但是当电流增加到一定值之后,即使电压再增大,电流不再变化,因此存在__________。当电压减小为零时,电流并不为零。说明:只有施加反向电压,在光电管的两极形成减速的电场,电流才有可能为零。遏止电压的存在说明,光电子具有一定的初速度。利用可得光电子的最大初动能。 3.图像 由图像可知,任何一种金属都存在__________。任何一种金属都有一个极限频率,入射光的频率低于“极限频率”时,无论入射光多强,都不能发生光电效应,这个极限频率称为截止频率。实验表明,不同的金属的截止频率不同。 三、光子的波粒二象性 1.__________光子产生的效果显示出波动性,是指大量光子在空间各点出现的可能性的大小可以用波动规律来描述;光的干涉、衍射、偏振现象说明光具有波动性,是指波动理论能解释这种现象。 2.__________光子产生的效果显示出粒子性,是指当光同物质发生作用时,这种作用是 “一份一份”进行的,每一份是一个光子,表现出粒子的性质。光电效应和康普顿效应说明光具有粒子性是指能用粒子说解释这种现象。 3.光子和电子、质子等实物粒子一样,也具有能量和动量。和其他物质__________时,粒子性起主导作用;在光的__________过程中,光子在空间各点出现的可能性的大小(概率),由波动性起主导作用,因此称光波为概率波。 4.频率低、波长长的光,波动性特征显著,而频率高、波长短的光,粒子性特征显著。 5.光的粒子性并未否定波动性,光子能量中,和就是描述波动性特征的物理量,因此揭示了光的粒子性和波动性之间的密切联系。 6.波和粒子在宏观世界是不能统一的,而在微观世界却是统一的。 四、实物粒子的波粒二象性一一实物粒子的波动性 德布罗意波(物质波)：任何运动的实物粒子都有一种波长与之对应:;任何粒子都有一种频率与之对应:。 科学家在实验室里,用晶体做了电子束衍