自主招生同步课程高三物理第15讲 近代物理（教案）---精校解析Word版

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1、第15讲近代物理适用学科物理适用年级高三适用区域全国课时时长（分钟）120知识点1：光的粒子性2：波尔理论与能级3：原子核物理教学目标1：了解原子物理的考查特点2：掌握基本知识和解题方法。教学重点1：光的粒子性2：波尔理论与能级教学难点1：光的粒子性2：波尔理论与能级【重点知识精讲和知识拓展】一．光的粒子性1：普朗克1900年提出量子论，1905年爱因斯坦提出光子学说，成功解释了光电效应实验。任何一种金属都有一个极限频率，只有当入射光的频率大于这个极限频率才能发生光电效应。光电效应实验表明光具有粒子性。光子

2、能量公式E=hν，光电效应方程Ek=hν—W。2．光电效应(1)、在光的照射下从物体上发射电子的现象叫做光电效应，发射出的电子叫光电子。光电效应的实验规律如下：①存在饱和电流在光照条件不变的情况下，随着所加电压增大，光电流趋于一个饱和值。入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多，光电流越大。（当入射光的频率大于截止频率时，光电流的强度与入射光的强度成正比）②存在遏止电压和截止频率使光电流减小到零的反向电压称为遏止电压（Uc）。遏止电压的存在意味着光电子具有一定的初速度，它的的上限速度（Vc）满足：1/2mV

3、c2=eUc一定频率的光，无论光强如何，遏止电压都一样。任何一种金属都有一个截止频率（或称为极限频率），入射光的频率必须大于这个截止频率，才能产生光电效应,低于这个频率的光不能产生光电效应。③入射光照射到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过10-9s.（2）、爱因斯坦为解释光电效应现象，提出了光子说，其内容为：空间传播的光是不连:续的，是一份一份的，每一份叫做一个光子，每个光子的能量为Ｅ=hν(3)、爱因斯坦的光电效应方程：Ｅk=hν-W0Ｅk：光电子的最大初动能；W0：逸出功①光电效应是金属中的

4、自由电子吸收了光子的能量后，其动能大到足以克服金属离子的引力而逃逸出金属表面，成为光电子。对一定的金属来说，逸出功是一定的。照射光的频率越大，光子的能量越大，从金属中逸出的光电子的初动能就越大.如果入射光子的频率较低，它的能量小于金属的逸出功，就不能产生光电效应，这就是存在截止频率的原因.②光电效应规律中“光电流的强度”指的是光电流的饱和值(对应从阴极发射出的电子全部被拉向阳极的状态)。因为光电流未达到饱和值之前，其大小不仅与入射光的强度有关，还与光电管两极间的电压有关,只有在光电流达到饱和值以后才和入射光

5、的强度成正比。③光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随着入射光频率的增大而增大。3．光的波粒二象性光既具有波动性，又具有粒子性。为说明光的一切行为，只能说光具有波粒二象性。(1)既不可把光当成宏观观念中的波，也不可把光当成微观观念中的实物粒子。(2)大量光子产生的效果往往显示出波动性，个别光子产生的效果往往显示出粒子性；频率越低的光波动性越明显，频率越高的光粒子性越明显。4.德布罗意提出物质波：任何运动的物体，都有一种波与之对应。物质波的波长λ=h/p=h/mv。二．波尔理论和能级1、玻尔的原子理论定态

6、理论（量子化能级）：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些状态中原子是稳定的，电子虽做加速运动，但并不向外辐射能量，这些状态叫做定态。　　跃迁假设：原子从一种定态（能量Em）跃迁到另一种定态（能量En）时，要辐射（或吸收）一定频率的光子，光子能量（hv）由这两个定态的能量差决定的。即hv=Em-En。　　轨道假设（量子化轨道）：原子的不同能量状态跟电子沿不同的圆形轨道绕核运动相对应。原子的定态（能量）是不连续的，与它相对应的电子轨道分布也是不连续的。只有满足轨道半径跟电子动量乘积等于的整数倍，才是可能

7、轨道，即：其中n是正整数叫做量子数。玻尔模型中的氢和类氢原子半径：rn=n2r1。r1为基态半径。电子在每一个轨道上的总能量：En=。E1为基态能量。原子处于激发态是不稳定的，会自发地向基态或其它较低激发态跃迁。若是一群原子处于激发态，则各种可能的跃迁都会发生。一群氢原子处于n=k能级，向基态或其它较低激发态跃迁，可能产生的光谱线条数：N=Ck2=k(k-1)。2．氢原子的能级结构：j越大，越大，能量越高，原子越不稳定；k处于激发态的氢原子会自发的向低能级跃迁，以光子的形式释放能量，释放的能量等于两个能级的

8、能量差，原子能量的释放和吸收均满足均满足这一关系，是不连续的。l原子吸收能量的原则是吸收能量恰好等于两个能级差，或者吸收能量大于或等于其电离能，使电子成为自由电子。当原子吸收光子时，由于光子不可分，故其必须选择能量满足上述原则的光子；当原子吸收实物粒子（如电子）能量时，原子可以根据需要吸收其中的一部分能量，即对实物粒子的能量没有条件限制。三．原子核物理1．原子核式结构：通过对卢瑟福粒子散射实验现象的分析：粒子穿过