新高考物理一轮复习专题一0六近代物理初步教学课件

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(3)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它的温度有关。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(如图所示)。3.能量子 (1)定义:普朗克认为,组成黑体的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,这个不可再分的最小能量值ε叫作能量子。(2)表达式:ε=hν。ν是带电微粒吸收或辐射电磁波的频率;h为普朗克常量,一般取h= 6.63×10-34 J·s。
二、光电效应1.光电效应: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。逸出的电子 叫作光电子。2.光电效应的实验规律 
(1)存在截止频率νc(又称极限频率)当入射光的频率减小到某一数值νc时,光电流消失。νc称为截止频率或极限频率。注意　截止频率只和金属自身的性质有关。(2)存在饱和电流光照条件不变的情况下,光电流随电压的增大而增大,但最终会趋于一个饱和值,此后 即使电压再增大,电流也不会增大。对一定频率的光,入射光越强,饱和电流越大。(3)存在遏止电压UcUc是指使光电流减小到0的反向电压。遏止电压的大小取决于入射光的频率。(4)具有瞬时性
当频率超过截止频率νc时,无论入射光怎样微弱,照到金属时都会立即产生光电流。3.爱因斯坦光电效应方程(1)表达式:Ek=hν-W0。 (2)逸出功W0:电子从金属中逸出所需外界对它做功的最小值。W0=hνc=h 。(3)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Ek。4.光电效应的两种决定关系
5.光电效应的四种图像分析
例1　爱因斯坦的光子说成功解释了光电效应实验中的各种实验现象,图1、图2、图3、图4是与光电效应实验有关的四幅图,下列说法正确的是 (　    )  
A.在图1装置中,如果先让锌板带负电,再用紫外线灯照射锌板,则验电器的张角变大B.由图2可知,黄光越强,光电流越大,说明光子的能量与光的强弱有关C.由图3可知,ν2为金属的极限频率D.由图3和图4可知,对同一种金属来说图中的νc=ν1
  解析    紫外线灯照射锌板,锌板发生光电效应,光电子由锌板表面逸出,锌板带电荷量减少,验电器张角变小;紫外线灯继续照射,锌板会带正电,验电器张角会变大,A错 误。由光子的能量E=hν可得,光子的能量与光的强弱无关,B错误。由光电效应方程Ek =hν-W0可知图4中νc为金属的极限频率;由动能定理可得Ek=eUc=hν-W0,则图3中,ν2也为 金属的极限频率,C正确,D错误。
三、康普顿效应1.概念:当X射线入射到物质上被散射后,在散射的X射线中,除了有与入射波长相同的 成分外,还有波长比入射波长更长的成分。人们把这种现象叫作康普顿效应。2.光子的动量:p= 。推导:由动量的定义有p=mc,结合光子能量E=hν、爱因斯坦的质能方程E=mc2及c=λν可 得p= 。3.意义(1)证明了爱因斯坦光子说的正确性;(2)揭示了光子不仅具有能量,还具有动量;
(3)揭示了光具有粒子性; (4)证实了在微观粒子的单个碰撞事件中,动量守恒定律和能量守恒定律仍然成立。
五、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。
一、原子的核式结构1.电子的发现:英国物理学家汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子。电子的发现说明 原子不是组成物质的最小微粒。2.α粒子散射实验:英国物理学家卢瑟福进行了α粒子散射实验,提出了原子的核式结构 模型。(1)实验装置 
(2)实验现象:绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进,但有少数α粒子 发生了大角度偏转,极少数α粒子偏转的角度甚至大于90°,也就是说,它们几乎被 “撞”了回来。 3.原子的核式结构模型:在原子的中心有一个很小的核,叫作原子核,原子的全部正电 荷和几乎全部质量都集中在原子核里,带负电的电子在核外空间绕核旋转。
二、玻尔的原子模型1.氢原子光谱(1)光谱:用棱镜或光栅可以把物质发出的光按波长(频率)展开,获得波长(频率)和强度 分布的记录,即光谱。(2)光谱分类①线状谱是一条条的亮线。②连续谱是连在一起的光带。(3)氢原子光谱的实验规律①巴耳末系是氢原子光谱在可见光区的一组谱线,其波长公式为 =R∞ (n=3,4,
5,…),R∞是里德伯常量,R∞=1.10×107 m-1,此公式称为巴耳末公式。②氢原子光谱在红外和紫外光区的其他谱线也都满足与巴耳末公式类似的关系式。2.玻尔理论(1)轨道量子化与定态①电子绕核运动的可能轨道不是任意的,各可能轨道的半径rn=n2r1(n=1,2,3,…),其中r1 为基态轨道半径。②原子只能处于一系列不连续的、稳定的能量状态(定态),其总能量En与基态总能量E1的关系为En= (n=1,2,3,…)。(2)频率条件
原子在两个定态之间跃迁时,将辐射(或吸收)一定频率的光子,光子的能量为hν=|E初-E末|。3.氢原子的能级图 
4.两类能级跃迁(1)自发跃迁:高能级→低能级,释放能量,放出光子。光子的频率ν= = 。(2)受激跃迁:低能级→高能级,吸收能量。①吸收光子的能量必须恰好等于能级差,即hν=ΔE。②碰撞、加热等:只要入射粒子能量大于或等于能级差即可,即E外≥ΔE。
知识拓展    电离(1)电离态:n=∞,E=0。(2)电离能:指原子从基态或某一激发态跃迁到电离态所需要吸收的最小能量。例如:基态→电离态,E吸=0-(-13.6 eV)=13.6 eV。(3)吸收的能量足够大,克服电离能后,获得自由的电子还具有动能。5.光谱线条数的确定方法(1)大量的氢原子处于n能级的激发态,当这些氢原子向低能级跃迁时,辐射出的光的频 率有N= = 种。(2)一个氢原子处于n能级的激发态时,可辐射出的光的频率最多有n-1种。
例2　为了更形象地描述氢原子能级和氢原子电子轨道的关系,作出如图所示的能级 轨道图,氢原子从n=2能级跃迁到n=1能级发出的光的波长和频率分别为λ1和ν1,氢原子 从n=3能级分别跃迁到n=2能级和n=1能级发出的光的波长和频率分别为λ2、λ3和ν2、 ν3,下列关系正确的是 (　    ) 
A.ν3=ν1+ν2    B.ν1λ2
  解析    由于E3-E1=(E3-E2)+(E2-E1),可得hν3=hν2+hν1,所以ν3=ν2+ν1,A正确;由于ν= ,可得 = + ,C错误。由于E3-E2ν2,即λ3