内容正文:
10.2eV,大于锌板的逸出功3.34eV,所以用氢原子从高能级向基!
态跃迁时发射的光照射锌板,一定能产生光电效应现象,A错误:用:
b,p=meo=eB。
能量为I1,0eV的自由电子轰击,可以让处于基态的氢原子吸收:
解得≈2.2×10-1m。
10.2eV的能量而跃迁到激发态,B正确:紫外线能量大于3.11eV,!
答案(1)3.1×103eV(2)1.44×101eV
处于n一3能级的氢原子吸收1.51eV的能量即可电离,所以处于
(3)2.2×10-11m
n=3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线使氢原子电离,C正确:!针对训练
波长为60nm的紫外线的能量为E=h£
=20.7eV>13.6eV,D!1.解析
运动的物体才具有波动性,A项错误:宏观物体由于动量太
大,德布罗意波长太短,所以看不到它的干涉、衍射现象,但仍具有
正确。
波动性,D项错误:X射线是波长极短的电磁波,是光子,它的衍射
答案BCD
不能证实物质波的存在,B项错误:电子的衍射证实了物质波的假
素养演练·提升技能
设是正确的,C项正确。
1,解析连续谱和线状谱都是由发光物质直接产生的光谱,所以也称!
答案C
为发射光谱,故A正确:B项是线状谱的特征,故B正确:太阳周围
低温蒸气吸收了相应频率的光,所以太阳光语是吸收光语,故D2.解析由动量守恒一p1一力知,一儿=上,所以入=1入
入1
1-A21
正确,C错误。
故D正确
答案ABD
答案D
2.解析由图中可知=2和n一1的能级差之间的能量差值为
要点2
△E=E2-E1=-3.4eV-(-13.6eV)=10.2eV
!探究导入提示:证明了电子的波动性
与探测器探测到的谱线能量相等,故可知此谱线来源于太阳中氢原
子n=2和n=1能级之间的跃迁。故选A。
[典例2]解析电子加速后的动能E,=之m'=U,
答案A
3.解析电子从某一轨道直接跃迁到另一轨道,只能辐射或吸收某一
电子的动量p=mv=√/2mEk=√2meU。
特定频率的光子;再根据”。>”6,可知电子从较远轨道向较近轨道!
由A=知,=
h
p
2m元代入数据得入≈1.23X10m
跃迁,即从高能级向低能级跃迁,要辐射光子,故C选项正确。
答案C
答案1.23×1011m
4,解析6种光子中能量最小的是由n=4能级跃迁到n=3能级时产针对训练」
生的,故A错误:6种光子中有2种属于巴耳未系,分别是n=4,
!3.解析物质波,又称德布罗意波,是概率波,指空间中某点某时刻可
n=2和n=3>n=2辐射的两种光子,故B错误;n=2能级的氢原子
能出现的概率,其中概率的大小受波动规律的支配,亮条纹是电子
到达概率大的地方,故A正确:电子是实物粒子,这两个实验是以电
具有的能量为一3.4eV,故要使其发生电离,能量变为0,至少需要
子是实物粒子为依据的,衍射与千涉是波特有的现象,所以电子束
3.4eV的能量,故C错误:由题意可知,该金属的逸出功为W。=
的衍射图样说明实物粒子具有波动性,故B错误,D正确由题千可
E1一E2=2.55eV,所以徐了n=4>n=2辐射的光子外,还有n
知,图像为电子衍射和双缝千涉图样,不能说明光子具有波动性,故
2→n=1,n=4产n=1,n
3→n=1辐射的光子能量均大于该金属的
C错误。
逸出功,所以共有4种光子可使该金离发生光电效应,故D正确。
答案AD
答案D
素养演练·提升技能
5.解析
由氢原子能级示意图可知,给处于=2激发态的氢原子提!1,解析任何一个运动着的物体,小到电子、质子,大到行星、太阳,都
供的能量,若使其跃迁到n=4的激发态,然后氢原子从n=4的激!
有一种波与之对应,这种波称为物质波,故A、B错误;电子有波动
发态向低能级跃迁时,所辐射光子能量最小值为Emim
=-0.85eVi
性,但在一定的条件下才能表现出来,故C错误,D正确。
-(-1.51eV)=0.66eV<1.62eV,同理,若氨原子从n=3激发:
答案D
态向低能级跃迁时,所辐射光子能量最小值为Emm
1.51eV
;2.解析
根据c=w,E=v,A=么,即可解得c可表示为入或三,故
(-3.4eV)=1.89eV>1.62eV,红外线单个光子能量的最大值为
力
h
1.62eV,要使氢原子辐射出的光子可被红外测温仪捕捉,因此应给:
A、C正确。
处于n一2激发态的氢原子提供能量使其跃迁到n一4的激发态,那
答案AC
么提供的最少能量为△E=E1-E,=-0.85eV-(-3.4eV)=
·3,解析千涉是波的特性,电子束通过双缝实验装置后可以形成千涉
2.55eV,故C正确,A、B、D错误。
图样,说明电子具有波动性,A正确;利用慢中子衍射来研究晶体的
答案C
结构,说明中子可以产生衍射现象,具有波动性,B正确:利用电子
5粒子的波动性和量子力学的建立
显微镜观测物质的微观结构,说明电子发生了衍射现象,体现了波
动性,C正确:光电效应现象体现的是光的粒子性,D错误。
必备知识·自主梳理
答案ABC
一、1.(1)运动实物粒子物质波(2)
是2.(1)干涉
衍射4.解析
由题目所给信息“电子的物质波波长很短,能防止发生明显
b
衍射现象”及发生明显衍射现象的条件可知,电子的物质波的波长
(2)电子束电子电子
比原子尺寸小得多,故A正确:由题目所给信息“电子的物质波波长
二、1.光电效应物质波普朗克常量2.(1)矩阵力学(2)薛定谔:
方程(3)微观世界
很短”,并结合入=分,p=m0可知波长越短,则速度越大,故B错
自主评价
误:由信息“利用X射线或中子束得到晶体的衍射图样”及发生明显
1.(1)×(2)×(3)/
衍射现象的条件可知,中子的物质波或X射线的波长与原子尺寸相
2.提示:估计该同学质量为50kg,跑步时速度大约5m/s,根据=
当或大于原子尺寸,D正确,C错误。
p
答案AD
得入=663X10
5.解析
(1)电子显微镜所利用电子物质波的波长可以比可见光短,
-m≈3X10-36m。
50×5
因此不容易发生明显衍射,故电子显微镜能观察到纳米级微小
关键能力·合作探究
结构。
要点1
(2)根据题意,可知物质波的波长=4
探究导入提示:波粒二象性是做观粒子的特殊规律,一切微观粒子
都存在波动性,宏观物体(汽车)也存在波动性,只是因为宏观物体
又=五=h
,因eU=m,
质量大,动量大,波长短,所以汽车的波动性难以观测。
[典例1]解析(1)电子在匀强磁场中做匀速图周运动的向心力为
可求得电子的加速电压U=”
2med2
洛伦兹力,故有eBo=me,
答案(1)见解析(2)
解得v=r5
777
章未综合提升
其最大初动能为
:归纳提能
E=m,-里-.6X10"X1.8x10
[典例1解析(1)由光电管的结构知,A为阳极。
J3.1X:
2me
2×9.1×10-
(2)U。-y图像中横轴的裁距表示裁止频率,
103eV
则.=5.20×1014Hz.
(2)由爱因斯坦光电效应方程
逸出功W。=hy≈3.45×101J。
(3)由爱因斯坦的光电效应方程得
y=E+w。v=无
Ek=hv-W。≈1.19×101BJ。
联立可得W0=元
hc
一E
答案(1)阳极(2)5.20×10Hz3.45×10-1#J(3)1.19×
101gy
代入数据解得W。=1.44×101eV
L典例2]解析因为紫光的频率比红光的频率高,所以Ek'>Ek,红
(3)由德布罗意波长公式得
光和紫光的光强相同,只能说明单位时间内照射到金腐表面的光子
的总能量相同,即N缸h红=N袋hv紫,所以N红>N紫,而饱和电流
216
又由入射的光子数决定,因此>I'。
4
-×0.1c×
-≈370.9
答案D
1
0.99c
2
[典例3]解析由光电流I与电压U的关系图像可知,α光对应的1
1836
遏止电压大于b光对应的逼止电压,结合Ek=hv一W。和Ek=eU.{
由此可见,A项正确,B项错误;
可知,a光光子的频率大于b光光子的频率,水对a光的折射率大于:
带电粒子垂直进入匀强电场,设初速度为,垂直电场线方向位移
对b光的折射率,故A正确:根据折射率n=C可知,a光在水中的
为x,沿电场线方向位移为y,则有
传播速度更小,故B正确:光电管的极限频率与自身的性质有关,与
I=vot,y-2
m
照射光的频率无关,故C错误:由光电流I与电压U的关系图像可
知,当滑动变阻器的滑片滑到最左端时,电压U为零,但光电流I不
消去t可得y
gEx?
2mv
为零,故D错误。
答案AB
对某一确定的x值,α、3粒子沿电场线偏转距离之比为
[典例4]解析
一群处于=5激发态的氢原子,向低能级跃迁时最
多可辐射出C唱=10种不同频率的光,故A错误:根据g
-mv
ya ga
mg v
2=2×1836×(0.99c)
可
。一1
4
(0.1c)237.5
由此可见,C项错误,D项正确。
知,口√,氢原子中的电于从高能级向低能级跃迁时轨道丰径减
答案AD
更占2
小,则电子速率增大,故B错误;根据玻尔理论可知,
一群处于n
5探究导入提示:(1)说明质子是原子核的组成部分。
激发态的氢原子,向低能级跃迁时可辐射出的10种不同频率的光
(2)说明原子核内除质子外,还有其他粒子存在。
子中,只有n=5能级向=1能级跃迁时辐射的光于的能量值大于![典例2]解析原子序数与核内质子数、核电荷数、中性原子的核外
13eV,为13.06eV,能使该金发生光电效应,故C正确;由于
电子数都是相等的,原子核的质量数等于核内质子数与中子数之
10种光子中能量值最大的光子的能量值仅为13.06eV,所以福射,
。由此可得:
出的光子无论使哪一种金属发生光电效应,逸出的光电子的动能都!
(1)镭核中的质子数等于其原子序数,故质子数为88,中子数N等于原
一定小于13.06eV,故D错误。
子核的质量数A与质子数Z之差,即N=A一Z=226-88=138。
答案C
(2)镭核所带电荷量
[典例5]解析根据能级跃迁知识,从n=4能级跃迁到n=3能级
Q=Ze=88×1.6×10-19C=1.408×10-17C
和从n=4能级跃迁到n=2能级以及从n=3能级跃迁到n=2能级!
(3)中性镭原子,核外电子数等于核电荷数,故核外电子数为88。
辐射的光子能量均小于3eV,而从n一4能级跃迁到n一1能级和从
答案
(1)88
138(2)1.408×10-17C(3)88
n=3能级跃迁到n=1能级以及从n=2能级跃迁到n=1能级辐射
:针对训练
的光子能量均大于3V且小于124eV,所以这群氧原子辐射的光3.解析在对天然放射现象的研究中发现,射线与原子核外的电于无
中,有三种频率的光为紫外线,故A错误:这群氢原子辐射的光中,
关,也就是说射线来自原子核,因此说明了原子核可以再分,故A正
当氢原子从=4能级向n=3能级跃迁时,波长最长,此光子能量
确:原子核的电荷数不是它的电荷量,质量数也不是它的质量,故B
为五三
-E3
-0.85eV一(一1.51)eV=0.66eV,故B正确;在
错误:卢瑟福通过实验发现了质子,并猜想原子核内可能还存在中
氢原子辐射的光中,从一4能级跃迁到基态释放的光子能量最大,
子,查德威克通过实验证实了原子核中存在中子,故C错误:原子
其波长最小,能使光刻机雕刘尺寸最小,其光子能量为E
核。Th的质子数为90,中子数为144,故D错误
E
-0.85eV-(-13.6)eV=12.75eV,故C正确;在光刻机的
答案A
物镜和硅晶圈之间充满水,光频率不变,速度减小,可知光的波长在·4解析
原子核的原子序数与核内质子数、核电荷数、核外电子数都
水中将变短,打在硅晶圆上的光的波长将变短,得以刻出更精密的:
是相等的,原子核的质量数(核子数)等于核内质子数与中子数之
芯片,故D正确。
和,由此可知这两种镭是同位素,核内的质子数均为88,核子数分别
答案BCD
为226和228,中子数分别为138和140,原子的化学性质由核外电
第五章原子核
子数决定,由于它们的核外电子数相同,故它们的化学性质也相同。
原子核的组成
故正确答案为A、C。
誉客
AC
必备知识·自主梳理
!素养演练·提升技能
一、1.(1)贝克勒尔(2)射线天然(3)83832.(1)粒子流
·1.解析α粒子散射现象说明了原子的核式结构,但与原子核内部结
电离(2)电子流铝板(3)电磁波铅板
构变化无关,A错误;光电效应现象说明光具有粒子性,原子发光现
二、1.卢瑟福氨原子核3.质子中子核子
4.质子数
原子序
象显示了原子能级的不连续性,均与原子核内部结构无关,C、D错
数5.质子数中子数6.质量数电荷数7.质子数中子数
误:天然放射现象是原子核内部结构变化引起的,B正确。
自主评价
答案B
1.(1)×(2)/(3)/(4)×(5)W/
2.解析在元素周期表中查到铅的原子序数为82,即一个铅原子中有
2.提示:卢瑟福认为,占原子质量绝大部分的带正电的那部分物质集1
82个质子,由于原子是电中性的,则核外电子有82个:根据质量数
中在很小的空间范囿。绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来方向,
(核子数)等于质子数与中子数之和可知,铅原子核的中子数为
前进,只有极少数α粒子有机会与原子核接近,受到原子核较大的
207一82=125,故选项B正确」
斥力而发生明显的偏转。
答案B
关键能力·合作探究
3.解析
任意一种元素的几种同位素,具有相同的质子数、核电荷数
要点1
和核外电子数,且化学性质相同,但质量数(核子数)和中子数都不
探究导入提示:(1)说明α射线带正电,阝射线带负电,Y射线不:
相等,故选项A正确
带电。
答案
A
(2)说明射线比荷小于B射线的比荷
4.解析
天然放射现象说明原子核具有复杂的结构,选项A错误;因
[典例1]解析R放射出来的射线共有a、B,Y三种,其中a、B射线!
黑纸只能挡住a射线,则打到a点的为3射线,打到b点的为Y射
垂直于磁场方向进入磁场区城时将受到洛伦兹力作用,丫射线不偏
线,由左手定则可知,Q、P之间的匀强磁场垂直纸面向外,选项B错
转,故打在(O点的应为Y射线:由于:射线贯穿本领弱,不能射穿厚
误,C正确:比放射性元素放出的射线中有α射线、B射线和Y射线,
纸板,故到达P点的应是3射线:依据B射线的偏转方向及左手定
选项D错误。
则可知磁场方向垂直纸面向里。
答案
C
答案C
2
放射性元素的衰变
针对训练
!必备知识·自主梳理
1.解析
在放射源和计数器之间加上L后,计数器的计数率大幅度减
-、1.a粒子3粒子原子核3.He
9e4.(1)电荷数质量数
小,说明射线中有穿透力很弱的粒子,即α粒子;在铝片和计数器之
二、1.半数2.核内部自身不同
问再加竖直向下的匀强磁场,计数器的计数率不变,说明穿过铝片
的粒子中无带电粒子,故只有Y射线。因此放射源可能是α和Y的
三、1.(1)新原子核(2)卢瑟福()十1H质量数电荷数
混合放射源,C正确。
3.(1)放射治疗(2)示踪原子(3)过量放射性物质
答案C
:自主评价
2.解析
已知α粒子带正电,B粒子带负电,Y射线不带电,根据正、负
:1.(1)/
(2)×(3)/(4)/
(5)/
电荷在磁场中运动受洛伦兹力方向和正、负电荷在电场中受电场力
·2.提示:不是。经过一个半衰期,该种元素的原子核有半数发生变化
方向,可知A、B、C、D四幅图中,α、3粒子的偏转方向都是正确的,但
转变成其他元素,但核内的核子(质子和中子)并没有这么明显的
偏转的程度需进一步判断。
:关键能力·合作探究
带电粒子在磁场中做匀速图周运动,其半径=,将其数据代入,!要点
Ba
则α粒子与B粒子的半径之比为
探究导入提示:手机和微波炉等确实能产生电磁波,Y射线也是电磁
波,但两者在能量上有较大的区别,手机等放出的电磁波属于微波
范囿,与Y射线相比,穿透本领及电离本领都很弱,对人体危害很
ra mg vg ga
小。但Y射线频率很大,能量很高,因而使用不当时,对人体危害
较大。
217第四章原子结构和波粒二象性
章末综合提升
【知识网络构建】
黑体与黑体辐射
普朗克
光谱
黑体辐射的实验规律
黑体辐
原
氢原
射理论
子光
氢原子光谱的实验规律
轨道
量子
存在截止频率
能量子
谱和
经典理论的困难
化与
存在饱和电流
光电效应的实验规律
玻尔
定态
的原
玻尔原子理论的基本假设
存在遏止电压
光电效应经典解释中的疑难
结构
模
玻尔理论对氢光谱的解释
频率
和
型
条件
光电效应具有
爱因斯坦的光电效应理论
玻尔理论的局限性
瞬时性
光电效应
康普顿效应和光子的动量
粒
光的波粒二象性
粒子的波动性
德布罗
粒子的波
电子的发现
象
物质波的实验验证
意波
α粒子散射实验
原子的
性
动性和量
(物质波)
对α粒子散射
原子的核式结构模型
核式结
子力学的
量子力学的建立
构模型
建立
实验的解释
原子核的电荷与尺度
量子力学的应用
归纳提能◆
一、光电效应中相关概念的区别
光束
窗口
U/V
概念
区别
0.5
0.4
G
0.3
光子是指光在空间传播时的每一份能量,光子不
光子与
0.2
带电,光电子是金属表面受到光照射时发射出来
0.1
光电子
的电子
电源
4.55.05.56.0v/(×104Hz)
甲
光照射到金属表面时,电子吸收光子的能量,可
(1)图甲中电极A为光电管的什么极?
光电子的
能向各个方向运动,需克服原子核的引力和其他
(2)实验中测得铷的遏止电压U。与人射光频率
初动能与
原子的阻碍而损失一部分能量,剩余部分能量为
光电子的
之间的关系如图乙所示,则铷的截止频率。和逸
光电子的初动能,只有金属表面的电子直接向外
最大初动
出功W。分别是多少?
飞出时,只需克服原子核的引力做功,才具有最
能
大初动能
(3)如果实验中入射光的频率v=7.00×1014Hz,则
产生的光电子的最大初动能E是多少?
从金属板飞出的光电子到达阳极,回路中便产生
听课记录]
光电流与
光电流,随着所加正向电压的增大,光电流趋于
饱和电流
一个饱和值,这个饱和值就是饱和电流,在一定
的光照条件下,饱和电流与所加电压大小无关
人射光强度指单位时间内照射到金属表面单位
入射光强
面积上的光子的总能量,光子能量即每个光子的
度与光子
能量。光子总能量等于光子能量与入射光子数
能量
的乘积
[典例1]
小明用阴极为金属铷的光电管,观测光:
电效应现象,实验装置示意图如图甲所示。已知:
普朗克常量h=6.63×10-34J·s(计算结果保留
3位有效数字)。
93
物理·选择性必修第三册
[典例2]用红光照射光电管阴极发生光电效应;[典例3](多选)如图甲所示为光电效应实验的电
时,光电子的最大初动能为Es,饱和电流为I。
路图,用一定强度的单色光a、b分别照射阴极
若改用强度相同的紫光照射同一光电管,产生的
K,用电流表测量流过光电管的电流I,用电压表
光电子的最大初动能和饱和电流分别为Ek'和
测量光电管两极间的电压U,调节滑动变阻器的
',则下列关系式正确的是
()
滑片,得到图乙所示的光电流I与电压U的关系
A.Ek<EkI'<I
B.Ek'>Ek:I'=I
图像。下列说法正确的是
C.E<Ek,I'>I
D.Ex'>Ek:I'<I
光束
窗口
[听课记录]
a光
-b光
Ue Ue2
甲
A.将a、b两种光由空气射入水中,水对a光的折
射率大于对b光的折射率
B.a、b两种光在水中的传播速度a光更小
C.用a光照射时光电管的极限频率高于用b光
二、光电效应的图像问题
照射时光电管的极限频率
由图线直接(间
D.当滑动变阻器的滑片滑到最左端时,光电流I
图像名称
图线形状
接)得到的物理量
为零
[听课记录]
①截止频率:图线与y轴
最大初动
交点的横坐标yc
E
能Ek与入
②逸出功:图线与Ek轴
射光频率y
交点的纵坐标的绝对值
的关系图
W。=|-EI=E
-E
线
③普朗克常量:图线的斜
三、氢原子能级及原子跃迁
率k=九
1.能级图中相关因素的说明
颜色相同、
①遏止电压U:图线与横
因素
意义
强度不同
强光(黄)
轴的交点
表示氢原子可能的能量状态
的光,光电
弱光(黄)
②饱和电流Im:电流的最
能级图中的横线
定态
流与电压
U.O
大值
的关系
③最大初动能:Ek=eU。
横线左端的数字“1,
2,3,…”
表示量子数
颜色不同
①遏止电压UcU2
横线右端的数字
时,光电流
黄光(强)
②饱和电流
“-13.6,-3.4,…”
表示氢原子的能量
蓝光
与电压的
黄光(弱)
Ue U2 0 U
③最大初动能Ek1
关系
eUa ,Ek2=eUe2
表示相邻能级的能量差,量子数
相邻横线间的距离
越大相邻能级的能量差越小,距
①截止频率e:图线与横
离越小
轴的交点
表示原子由较高能级自发地向较
遏止电压
U.
②遏止电压U.:随人射光
带箭头的竖线
低能级跃迁
U。与人射
频率的增大而增大
光频率v的
③普朗克常量h:等于图
2.两类能级跃迁
关系图线
0
Ve
线的斜率与电子电荷量
(1)自发跃迁:由高能级跃迁到低能级,释放能量,
的乘积,即h=ke(注:此
时两极之间接反向电压)
发出光子。发出光子的频率=△P_E省一E低
h
h
94
第四章原子结构和波粒二象性
(2)受激跃迁:由低能级跃迁到高能级,吸收:[典例5](多选)光刻机是生产n
EleV
0
能量。
芯片的核心设备,其作用主要
-0.85
①光照(吸收光子):光子的能量必须恰等于能级:
是让光源发出的光通过物镜
-1.51
5
-3.40
差hv=△E。
把设计好的电路图样打在涂
②碰撞、加热等:只要入射粒子能量大于或等于
抹了光刻胶的硅晶圆上,将电
-13.60
能级差即可,E外≥△E。
路雕刻在上面。光的波长越
③大于电离能的光子被吸收,将原子电离。
小,能雕刻的尺寸越小,制造的芯片就越精密。
3.电离
目前世界上生产的光刻机主要是利用紫外线作
电离态:n=∞,E=0;基态→电离态:E吸=0一
为光源,紫外线的光子能量范围为3~124eV。
(-13.6eV)=13.6eV(电离能)。n=2电离:
如图所示为氢原子的能级图。现有一群处于n=4
态:E吸=0一E2=3.4eV;如吸收能量足够大,克
能级的氢原子,下列说法正确的是
()
服电离能后,获得自由的电子还携带动能。
A.这群氢原子辐射的光中,有四种频率的光为紫
[典例4幻如图所示为氢原子的能级示意图,现有:
外线
一群处于n=5激发态的氢原子向低能级跃迁,:
B.这群氢原子辐射的光中,波长最长的光子能量
下列说法正确的是
(
)1
为0.66eV
n
C.这群氢原子辐射的光中,能使光刻机雕刻尺寸
--.0
左_0.54
最小的光子能量为12.75eV
51
D.在光刻机的物镜和硅晶圆之间充满水,打在硅
3.40
晶圆上的光的波长将变短
听课记录]
-13.6
A.跃迁中能释放的光子只有4种
B.跃迁到低能级后核外电子速率变小
C.若某种金属的逸出功为13eV,则跃迁辐射的:
光子中有且只有一种能使该金属发生光电:
效应
D.若跃迁辐射的光子中某些光子能使某种金属
发生光电效应,则逸出的光电子动能一定大于:
13.6eV
[听课记录]
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温馨提示
古人学问无遗力,少壮工夫老始成。纸上得来终党浅,绝知此事要躬行。
请做章未检测卷(四)
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