2017届高考物理二轮专题突破专题八波粒二象性原子和原子核教案

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1、专题八波粒二象性原子和原子核一、学习目标1、掌握光电效应与光的粒子性2、掌握原子能级跃迁和原子核的衰变规律3、学会核反应方程的书写、质量亏损和核能的计算二、课时安排2课时三、教学过程（一）知识梳理1.氢原子能级图(1)能级图如图1所示.图1(2)一群氢原子处于量子数为n的激发态时，可能辐射出的光谱线条数：N＝C＝.2.原子核的衰变衰变类型α衰变β`衰变衰变方程X→Y＋HeX→Y＋e衰变实质2个质子和2个中子结合成一整体射出中子转化为质子和电子2H＋2n→Hen→H＋e衰变规律电荷数守恒、质量数守恒3

2、.核能(1)原子核的结合能：克服核力做功，使原子核分解为单个核子时吸收的能量，或若干单个核子在核力的作用下结合成原子核时放出的能量.(2)质量亏损：组成原子核的核子的质量与原子核的质量之差，注意质量数与质量是两个不同的概念.(3)质能方程：E＝mc2，即一定的能量和一定的质量相联系，物体的总能量与它的质量成正比.4.光电效应的实验规律(1)任何一种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于这个频率，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，只随入射光的频率增大而增大.(3)入射光

3、照射到金属板上时，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不会超过10－9s.(4)当入射光的频率大于极限频率时，光电流的强度与入射光的强度成正比.5.光电效应方程(1)光电子的最大初动能跟入射光子的能量hν和逸出功W0的关系为：mv2＝hν－W0.(2)极限频率νc＝.（二）典例精讲高考题型一光电效应与光的粒子性【例1】(多选)(2016·全国乙卷·35(1)改编)现用某一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光入射时，有光电流产生.下列说法正确的是(　　)A.保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光

4、电流变大B.入射光的频率变高，饱和光电流变大C.入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大D.保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生解析　在发生光电效应时，饱和光电流大小由光照强度来决定，与频率无关，光照强度越大饱和光电流越大，因此A正确，B错误；根据Ek＝hν－W0可知，对于同一光电管，逸出功W0不变，当频率变高时，最大初动能Ek变大，因此C正确；由光电效应规律可知，当频率低于截止频率时无论光照强度多大，都不会有光电流产生，因此D错误.答案　AC归纳小结1.处理光电效应问题的两

5、条线索一是光的频率，二是光的强度，两条线索对应的关系是：(1)光子频率高→光子能量大→产生光电子的最大初动能大.(2)光强→光子数目多→发射光电子数多→光电流大.2.爱因斯坦光电效应方程Ek＝hν－W0的研究对象是金属表面的电子，光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大(如图2所示)，直线的斜率为h，直线与ν轴的交点的物理意义是极限频率νc，直线与Ek轴交点的物理意义是逸出功的负值.图2高考题型二原子结构和能级跃迁【例2】(多选)如图3所示为氢原子的能级图.用光子能量为13.06eV的光照射一群处

6、于基态的氢原子，下列说法正确的是(　　)图3A.氢原子可以辐射出连续的各种波长的光B.氢原子可能辐射出10种不同波长的光C.氢原子从n＝4的能级向n＝3的能级跃迁时辐射光的波长最短D.辐射光中，光子能量为0.31eV的光波长最长解析　氢原子只能辐射出不连续的几种波长的光.故A错误；因为(－13.6＋13.06)eV＝－0.54eV，知氢原子能够跃迁到第5能级，根据C＝10知可能观测到氢原子辐射的不同波长的光有10种.故B正确；从n＝5能级跃迁到n＝1能级辐射的光子能量最大，波长最短.故C错误；从n＝

7、5能级跃迁到n＝4能级辐射的光子能量最小，波长最长.光子能量为E5－E4＝[－0.54－(－0.85)]eV＝0.31eV.故D正确.答案　BD归纳小结1.汤姆孙发现了电子，密立根测出了电子的电荷量，卢瑟福根据α粒子散射实验构建了原子的核式结构模型.玻尔提出的原子模型很好地解释了氢原子光谱的规律.卢瑟福用α粒子轰击氮核实验发现了质子，查德威克用α粒子轰击铍核发现了中子.贝可勒尔发现了天然放射现象，揭示了原子核是有结构的.居里夫妇首次发现了放射性同位素.2.原子的核式结构模型(1)在原子的中心有一个体

8、积很小、带正电荷的核，叫做原子核，而电子在核外绕核运动；(2)原子的全部正电荷和几乎全部的质量都集中在原子核上，带负电的电子在核外空间绕核旋转.3.能级和能级跃迁：(1)轨道量子化核外电子只能在一些分立的轨道上运动rn＝n2r1(n＝1,2,3，…)(2)能量量子化原子只能处于一系列不连续的能量状态En＝(n＝1,2,3，…)(3)吸收或辐射能量量子化原子在两个能级之间跃迁时只能吸收或辐射一定频率的光子，该光子的能量由前后两个能级的能量差决定，即hν＝Em－En(m>