内容正文:
押广东卷选择题10
近代物理
高考对于这部分知识点主要以具体事例和科技的最新成果为背景进行命题,主要考查的知识点有:①光电效应方程和图像;②氢原子光谱和玻尔的原子模型;③原子核的衰变;④核反应和核能的计算等。
常考考点
真题举例
α衰变的特点及其方程的写法 三种射线的性质
2023·广东·高考真题
基态、激发态、跃迁和电离
2022·广东·高考真题
半衰期的相关计算
2021·广东·高考真题
考点1:近代物理
1、普朗克黑体辐射理论
相关的概念如下表:
黑体
某种物体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射,这种物体就是绝对黑体,简称黑体。(黑体是一个理想化的物理模型,看上去不一定是黑的)
黑体辐射
黑体虽然不反射电磁波,却可以向外辐射电磁波。
黑体辐射规律
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,温度一定时,黑体辐射强度随波长的分布有一个极大值,随着温度的升高各种波长的辐射强度都有增加且辐射强度的极大值向波长较短的方向移动(如下图所示)。
能量子
振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍,例如可能是ε或2ε、3ε……当带电微粒辐射或吸收能量时,也是以这个最小能量值为单位一份一份地辐射或吸收的.这个不可再分的最小能量值ε叫做能量子。
能量子表达式
ε=hν,ν是带电微粒的振动频率,h是普朗克常量,其值为h=6.626 070 15×10-34 J·s。
能量的量子化
在微观世界中能量不能连续变化,只能取分立值,这种现象叫做能量的量子化。
2、光电效应
一些相关概念如下表所示:
概念
解析
光子
光子指光在空间传播时的每一份能量,光子不带电。
光电子
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。
光电子的动能和光电子的最大初动能
只有金属表面的电子飞出原子核需要克服原子核的引力做功时,才具有最大初动能。
光电流
金属板飞出的光电子到达阳极,回路中便产生光电流。
饱和光电流
两端的正向电压的增大,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。
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
光子的能量与电磁辐射频率成正比。光子频率越高,能量越高。
光的强度
频率相同的光照射金属产生光电效应,入射光越强,饱和光电流越大,但不是简单的正比关系。
饱和光电流
光电效应的实质及发生条件:
光电效应的实质是金属中的电子获得能量后逸出金属表面,从而使金属带上正电。
条件:能否发生光电效应,不取决于光的强度,而是取决于光的频率(只要照射光的频率大于该金属的极限频率,无论照射光强弱,均能发生光电效应)。
爱因斯坦光电效应方程:
Ek=hν-W0,hν为光子的能量,W0为逸出功,即从金属表面直接飞出的光电子克服原子核引力所做的功,Ek为光电子的最大初动能。
光电效应中的图像分析如下:
图像名称
图线形状
考点
Ek-ν的关系图线
①极限频率:图线与ν轴交点的横坐标νc
②逸出功:图线与Ek轴交点的纵坐标的值W0=|-E|=E
③普朗克常量:图线的斜率k=h
颜色相同、强度不同的光,光电流与电压的关系
①遏止电压Uc:图线与横轴的交点
②饱和光电流Im:电流的最大值
③最大初动能:Ekm=eUc
颜色不同时,光电流与电压的关系
①遏止电压Uc1、Uc2
②饱和光电流
③最大初动能Ek1=eUc1,Ek2=eUc2
遏止电压Uc-ν的关系图线
①截止频率νc:图线与横轴的交点
②遏止电压Uc:随入射光频率的增大而增大
③普朗克常量h:等于图线的斜率与电子电量的乘积,即h=ke.(注:此时两极之间接反向电压)
3、波粒二象性
光既有波动性,又有粒子性,两者不是孤立的,而是有机的统一体,其表现规律为:
数量上——个别光子的作用效果往往表现为粒子性,大量光子的作用效果往往表现为波动性,光的干涉、衍射、偏振现象说明光具有波动性。
频率上——频率越低波动性越显著,越容易看到光的干涉和衍射现象;频率越高粒子性越显著,贯穿本领越强,越不容易看到光的干涉和衍射现象。
传播与作用上——光在传播过程中往往表现出波动性;在与物质发生作用时往往表现为粒子性。
波动性与粒子性的统一—由光子的能量E=hν、光子的动量表达式p=也可以看出,光的波动性和粒子性并不矛盾,粒子性的能量和动量的计算式中都含有表示波的特征的物理量——频率ν和波长λ。
理解光的波粒二象性时不可把光当成宏观概念中的波,也不可把光当成宏观概念中的粒子。
4、氢原子光谱和波尔理论
α粒子散射实验:实验装置如下图所示;实验结果为α粒子穿过金箔后,绝大多数沿原方向前进,少数发生较