一讲光电效应原子结构

第一讲 光电效应 原子结构 第一部分 光电效应 波长： 频率： 长 短 低 高 无线电波 红外线紫外线 X射线射线 红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫 电磁波谱： 1.光电效应现象：用紫外光照射不带电的锌板时，发现验 电器指针发生了偏转，此时锌板带正电荷，锌板带电的原 因是有电子逸出，这种现象叫做光电效应 一、光电效应 2.光电子：光电效应现象中发射出来的电子 4.光电流：光电管阴极发射电子，被阳极吸收，在回路中 形成电流 3.光电管：利用光电效应现象制成的元件 (一)、概念 (二)、规律 1.当入射光的频率较低时，无论多 大强度的光都不会有光电流 2.极限(截止)频率：只有入射光达到某一频率0时，才有 光电子出来 4.入射光频率达到0后：光电流的大小与入射光的强度 成正比 3.光电效应与光照几乎同时发生，一般不超过109 s 5.入射光强度：指单位时间内入射到金属表面单位面积上 的能量，可以理解为频率一定时，光强越大，光子数越多 6、饱和电流： 7、遏止电压： 光强不变的情况下，随着所加电 压的不断增大，光电流趋于一个 饱和值 遏止电压与入射光的强度无关，与 入射光的频率有关 8.最大初动能： 光电子的最大初动能与入射光的强 度无关，只随入射光频率的增大而 增大，与遏止电压有关 反向电压 (单)在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌 板与灵敏验电器相连，用弧光灯照射锌板时，验电器 的指针就张开一个角度，如图，这时( ) A锌板带正电，指针带负电 B锌板带正电，指针带正电 C锌板带负电，指针带正电 D锌板带负电，指针带负电 B (单)某单色光照射某金属时不能产生光电效应，则下述 措施中可能使该金属产生光电效应的是( ) A. 延长光照时间 B. 增大光的强度 C. 换用波长较短的光照射 D. 换用频率较低的光照射 C (双选)在如图的光电管实验中，发现用一定频率的A单色 光照射光电管时，电流表指针会发生偏转，而用另一频率 的B单色光照射时不发生光电效应，那么 A.A光的频率大于B光的频率 B.B光的频率大于A光的频率 C.用A光照射光电管时流过电流表G的电流方向是a流向b D.用A光照射光电管时流过电流表G的电流方向是b流向a AC 爱因斯坦提出：空间传播的光不是连续的，而是一份 一份的，每一份称为一个光子，光子具有的能量与光 的频率成正比，即：E=h，其中h6.63×1034 J·s 二.光子说 三.爱因斯坦电效应方程 1.最大初动能： 金属表面的电子吸收光子后，克服金属原子核的引 力做功，从金属表面逸出的电子具有的电大动能 2.逸出功： 克服金属原子核的引力逃逸出成为光电子所做的功 的最小值W0逸出功由金属本身决定，与其他因素无关 3.爱因斯坦光电效应方程 当光电子刚好能脱离原子核的束缚时，vmax=0,有： 1)、斜率表示：普朗克常量h 2)、横轴交点：极限频率 3)、纵轴交点：逸出功 极限频率与逸出功有关 (2011广东高考) (双)光电效应实验中，下列表述正确的 是( ) A光照时间越长光电流越大 B入射光足够强就可以有光电流 C遏止电压与入射光的频率有关 D入射光频率大于极限频率才能产生光电子 CD (单)某金属在绿光的照射下发生了光电效应现象，下列说法正确的 是( ) A.若增加绿光的照射强度,则单位时间内逸出的光电子数增大 B.若增加绿光的照射强度,则逸出的光电子最大初动能增大 C.若改用紫光照射,则单位时间内逸出的光电子数一定增大 D.若改用紫光照射,则逸出的光电子最大初动能增大 AD (单)现有a、b、c三束单色光，其波长关系为abc .用b光束照射某种金属时，恰能发生光电效应若分别 用a光束和c光束照射该金属，则可以断定 ( ) Aa光束照射时，不能发生光电效应 Bc光束照射时，不能发生光电效应 Ca光束照射时，释放出的光电子数目最多 Dc光束照射时，释放出的光电子的最大初动能最小 A 双选 (2009·上海高考)光电效应的实验结论是：对于 某种金属 ( ) A无论光照多强，只要光的频率小于极限频率就不能 产生光电效应 B无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生 光电效应 C超过极限频率的入射光强度越弱，所产生的光电子 的最大初动能就越小 D超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子 的最大初动能就越大 AD (单)如图，当开关S断开时，用光子能量为2.5 eV的一束 光照射阴极K，发现电流表读数不为零合上电键，调 节滑线变阻器，发现当电压表读数小于0.60 V时，电流 表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于0.60 V时， 电流表读数为零由此可知阴极材料的逸出功为 ( ) A1.9 eV B0.6 eV C2.5 eV D3.1 eV A 第二部分 原子结构 1.1858年，德国物理学家普吕克尔发现在一个真空的玻璃 管两端加上高电压时会发出一种射线阴极射线 一、阴极射线的发现 2.1897年,汤姆生发现电子(电子的发现说明原子可以再分 ),揭开了研究原子结构的序幕,提出了葡萄干布丁模型 3、美国密立根油滴实验测出电子电量 e=1.6022177×1019 C 正电荷 电子 二、粒子散射实验 (1)(1)实验装置实验装置 (2)(2)实验现象实验现象 ： 绝大多数绝大多数粒子穿过金箔后基本仍沿原来的方向前进粒子穿过金箔后基本仍沿原来的方向前进( (原子内大原子内大 部分是空的部分是空的) ) 有少数有少数粒子发生了较大的偏转粒子发生了较大的偏转( (正电荷正电荷, ,质量集中在一个很小的质量集中在一个很小的 核上核上) ) 极少数极少数粒子甚至发生反弹粒子甚至发生反弹 提出原子核式结构提出原子核式结构 估算出原子核大小的数量级是估算出原子核大小的数量级是1010-15 -15m( m(原子半径原子半径1010-10 -10m) m) 粒子散射实验否定了汤姆生葡萄干布丁模型提出了核式 结构模型打开原子物理的大门 有的甚至几乎达到180° ( (核的质量很大核的质量很大) ) (3)(3)贡献：贡献： (单)在卢瑟福的粒子散射实验中，有少数粒子发生大 角度偏转，其原因是 ( ) A.原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上 B.正电荷在原子中是均匀分布的 C.原子中存在着带负电的电子 D.原子只能处于一系列不连续的能量状态中 A (双)粒子散射实验如图,荧光屏和显微镜一起分别放在 图中的A、B、C、D四个位置时,下面关于观察到的现象的 说法中正确的是（ ） A放在A位置时,相同时间内观察到荧光屏上的闪光次数 最多 B放在B位置时,相同时间内观察到屏上的闪光次数只比A 位置时少一些 C放在C、D位置时，屏上观察不到闪光 D放在D位置时,屏上仍能观察闪光，但次数极少 三、玻尔的基本假设 1.轨道假设:轨道是量子化的,只能取一些分立值 2.定态假设:不同轨道对应着不同的能量状态，这些状态中 原子是稳定的，并不向外辐射能量 3.跃迁假设:原子在不同的状态具有不同的能量，从一个定 态向另一个定态跃迁时要辐射或吸收一定频率的光子，光 子能量一定要等于能级差 1.能级：原子内部不连续的能量称为原子的能级。 2.跃迁：原子从一个能级变化到另一个能级的过程。 h Em En 高能级 低能级 (自发地) h Em En 高能级 低能级 (吸收能量) 四、能级与跃迁 在跃迁的过程中，原子辐射(或吸收)光子的能量必须 恰好等于两个能级:h = Em- En 如果是用电子去轰击，则需电子的能量大于或等 于能级差就可以跃迁 五、氢原子的能级 1.基态:在正常状态下，氢原子处于最低能级(E1)的状态 2.激发态：当电子受到光子或电子轰击时，可从基态能级 (E1)迁到较高的能级(E2、E3)对应的状态。 处于激发态的原子是不稳定的，它会向较低的能级自 发地跃迁，跃迁时释放出来的能量以光子的形式向外辐射 .这就是氢原子发出光谱的原因 n n 吸 收 能 量 放 出 能 量 氢原子能级结构(无穷远为零势面无穷远为零势面) E En n -3.4eV -1.51eV -0.85eV -0.54eV 0 eV -13.6eV 赖曼系 普丰德系 布喇开系 帕邢系 巴耳末 激发态激发态 基态基态