高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題19 近代物理課件.ppt
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1,專題19 近代物理,考點70 光電效應(yīng) 波粒二象性,考點71 原子結(jié)構(gòu) 氫原子光譜分析,考點72 天然放射現(xiàn)象 核反應(yīng) 核能,2,1. 光電效應(yīng)現(xiàn)象中的幾個概念 (1) 光電效應(yīng):在光的照射下金屬發(fā)射電子的現(xiàn)象叫做光電效應(yīng),發(fā)射出來的電子叫做光電子. (2) 極限頻率:能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)的最小頻率叫做該種金屬的極限頻率. (3) 逸出功:電子從金屬中逸出所需做功的最小值叫做該金屬的逸出功. (4) 遏止電壓:使光電流減小到零的反向電壓稱為遏止電壓. (5) 光子說:在空間傳播的光不是連續(xù)的,而是一份一份的,每一份叫做一個光量子,簡稱光子,光子的能量E=hν. 2.光電效應(yīng)方程:Ek=hν-W0.Ek為光電子的最大初動能,ν為入射光的頻率,W0為金屬的逸出功.,考點70 光電效應(yīng) 波粒二象性,3,考法1 對光電效應(yīng)相關(guān)知識點的考查★★ 光電效應(yīng)是證明光具有粒子性的一個典型現(xiàn)象,愛因斯坦的光量子理論成功地解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象及其規(guī)律.在高考中,光電效應(yīng)是高考的熱點.縱觀近幾年的高考,對光電效應(yīng)的考查,幾乎涵蓋了課本中提到的所有現(xiàn)象和規(guī)律,包括對課本中插圖的考查,解決這類問題需要掌握光電效應(yīng)現(xiàn)象及其規(guī)律、理解光電效應(yīng)曲線、熟練應(yīng)用光電效應(yīng)方程求解有關(guān)問題.,考點70 光電效應(yīng) 波粒二象性,4,1.對光電效應(yīng)實驗規(guī)律的考查 (1) 任何一種金屬,都有一個極限頻率,入射光的頻率必須大于這個極限頻率,才能產(chǎn)生光電效應(yīng);低于這個頻率的光不能產(chǎn)生光電效應(yīng).所以判斷光電效應(yīng)是否發(fā)生應(yīng)該比較題目中給出的入射光頻率和對應(yīng)金屬的極限頻率的大?。?(2) 光電子的最大初動能與入射光的強度無關(guān),只隨著入射光頻率的增大而增大. (3) 入射光照射到金屬上時,光電子的發(fā)射幾乎是瞬時的,一般不超過10-9 s. (4) 當(dāng)入射光的頻率大于極限頻率時,光電流的強度與入射光的強度成正比.,考點70 光電效應(yīng) 波粒二象性,5,2.對愛因斯坦光電效應(yīng)方程的考查 在光電效應(yīng)中,金屬中的電子吸收一個光子獲得的能量是hν,這些能量的一部分用來克服金屬的逸出功W0,剩下的表現(xiàn)為逸出后的電子的初動能.方程Ek=hν-W0. 式中W0為金屬的逸出功,Ek為電子的最大初動能, . 若金屬極限頻率為ν0,則金屬的逸出功W0=hν0,愛因斯坦光電效應(yīng)方程能解釋光電效應(yīng)現(xiàn)象規(guī)律.,考點70 光電效應(yīng) 波粒二象性,6,考點70 光電效應(yīng) 波粒二象性,7,3.光電效應(yīng)實驗 光電效應(yīng)是一個實驗規(guī)律,利用光電管可作出光電流I與電壓U的關(guān)系曲線,從金屬板飛出的光電子到達陽極,回路中便產(chǎn)生光電流,如圖所示電路,隨著所加正向電壓的增大,光電流趨于一個飽和值,這個飽和值就是飽和光電流.,返回專題首頁,考點70 光電效應(yīng) 波粒二象性,8,考點71 原子結(jié)構(gòu) 氫原子光譜分析,1. 盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)學(xué)說:在原子的中心有一個很小的核,叫原子核,原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里,帶負(fù)電的電子在核外空間繞核旋轉(zhuǎn). 2.玻爾理論(三點假設(shè)) (1) 電子繞核運行的可能軌道是不連續(xù)的.各可能軌道的半徑rn=r1/n2(n=1,2,3,…),基態(tài)軌道半徑為r1. (2) 原子只能處于一系列不連續(xù)的、穩(wěn)定的能量狀態(tài)(定態(tài)),其總能量En(包括動能和電勢能)與基態(tài)總能量的關(guān)系為En=E1/n2(n=1,2,3,…).,9,(3) 原子在兩個定態(tài)之間躍遷時,將輻射(或吸收)一定頻率的光子,光子的能量為hν=E初-E末.若E初>E末輻射光子,若E初<E末吸收光子. 3.氫原子的能級圖:原子在各個定態(tài)時的能量值稱為原子的能級.它對應(yīng)電子在各條可能軌道上運動時的能量En(包括動能和勢能). En=E1/n2(n=1,2,3,…),E1代表電子在第一條可能軌道上運動時的能量,E1=-13.6 eV,如圖為氫原子能級示意圖的一部分.,考點71 原子結(jié)構(gòu) 氫原子光譜分析,10,考法2 原子結(jié)構(gòu) 氫原子光譜分析★★★ 原子結(jié)構(gòu)模型和玻爾理論是研究原子物理的基礎(chǔ),每年高考都會考查此方面的內(nèi)容.試題難度不大,主要是直接考查考生的記憶和理解能力.題目涉及對物理學(xué)史、原子的核式結(jié)構(gòu)理論、α粒子散射實驗的實驗結(jié)論的認(rèn)識等知識,其中氫原子的能級和躍遷問題是高考對原子物理考查的重點.解決該部分問題時要掌握以下要點、方法和技巧. 1.原子的核式結(jié)構(gòu)學(xué)說及對α粒子散射現(xiàn)象的解釋 (1) α粒子散射實驗:用α粒子轟擊金箔,絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后仍沿原來方向前進;少數(shù)粒子卻發(fā)生了較大的偏轉(zhuǎn);極少數(shù)粒子偏轉(zhuǎn)角度超過了90;有的甚至被彈回,偏轉(zhuǎn)角度幾乎達到180.,考點71 原子結(jié)構(gòu) 氫原子光譜分析,11,(2) 核式結(jié)構(gòu)學(xué)說對散射現(xiàn)象的解釋:由于原子的全部正電荷都集中在原子核里,當(dāng)α粒子與核十分接近時,會受到很大的庫侖斥力而發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn);但因為原子內(nèi)部大部分是空的,核又很小,所以α粒子穿過原子時靠近核的機會很小,絕大多數(shù)α粒子離核較遠(yuǎn),受到的庫侖斥力小,基本上沿直線前進,極少數(shù)α粒子離核較近,發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn). 2.氫原子的能級躍遷問題 (1) 氫原子能量:氫原子在各個不同的能量狀態(tài)對應(yīng)不同的電子軌道,電子繞核做圓周運動的動能和系統(tǒng)的電勢能之和即為原子的能量,即En=Ekn+Epn. 電子繞核做圓周運動由庫侖力提供向心力, .,考點71 原子結(jié)構(gòu) 氫原子光譜分析,12,電子的動能 . 系統(tǒng)的電勢能變化根據(jù)庫侖力做功來判斷:靠近核,庫侖力對電子做正功,系統(tǒng)電勢能減?。贿h(yuǎn)離核,庫侖力對電子做負(fù)功,系統(tǒng)電勢能增大. (2) 氫原子在躍遷時輻射或吸收光子的頻率或波長的計算:首先由能級的高低或軌道半徑的大小確定是吸收還是放出光子,然后由玻爾理論Em-En=hν或Em-En= ,求頻率ν或波長λ. (3)輻射的光譜條數(shù):一個氫原子核外只有一個電子,在一次躍遷時只能輻射或吸收一個光子,因而只能輻射或吸收某一特定頻率的光譜.一個氫原子處于量子數(shù)為n的激發(fā)態(tài)時,可輻射的光譜條數(shù)為N=n-1;而一群氫原子處于量子數(shù)為n的激發(fā)態(tài)時,由于向各個低能級躍遷的可能性均存在,因此可輻射的光譜條數(shù)為 .,考點71 原子結(jié)構(gòu) 氫原子光譜分析,13,(4) 吸收能量的選擇性 用光子激發(fā)引起原子躍遷跟用電子碰撞引起原子躍遷不同.若是在光子的激發(fā)下引起原子的躍遷,則要求光子的能量必須等于原子的某兩個能級的能量差,能量不等于兩能級的能量差的光子不能被原子吸收而使其發(fā)生躍遷;若是在電子的碰撞下引起原子的躍遷,則要求電子的能量必須大于或等于原子的某兩個能級的能量差,大于該能量差的剩余部分保留為電子的動能. 若要使氫原子電離,只要光子能量大于或等于電離能即可,大于電離能的部分,成為逸出電子的初動能.,返回專題首頁,考點71 原子結(jié)構(gòu) 氫原子光譜分析,14,考點72 天然放射現(xiàn)象 核反應(yīng) 核能,1. 四種核反應(yīng) (1) 衰變:放射性元素的原子核自發(fā)放出某種粒子后變成新的原子核的變化. ①α衰變: ②β衰變: (2) 原子核的人工轉(zhuǎn)變:原子核在其他粒子的轟擊下產(chǎn)生新原子核的過程叫人工轉(zhuǎn)變核反應(yīng). (3) 裂變:一個重核分裂成兩個中等質(zhì)量的核的反應(yīng)過程叫裂變. (4) 聚變:兩個輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核的過程叫核的聚變.,15,2.半衰期 放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需要的時間.用T表示,即 (t表示經(jīng)歷的時間).半衰期由核內(nèi)部本身因素決定,跟原子所處的物理狀態(tài)或化學(xué)狀態(tài)無關(guān). 3.質(zhì)能方程 (1) 一定的質(zhì)量m總是跟一定的能量對應(yīng),即E=mc2. (2) 核子在結(jié)合成原子核時的總質(zhì)量減少了,相應(yīng)的總能量也要減少,根據(jù)能量守恒定律,減少的這部分能量不會憑空消失,它要在核子結(jié)合過程中釋放出去,ΔE=Δmc2.,考點72 天然放射現(xiàn)象 核反應(yīng) 核能,16,原子物理包括兩大部分內(nèi)容,原子結(jié)構(gòu)和原子核.前者研究原子核外電子的分布及躍遷規(guī)律,后者研究核的組成及其變化規(guī)律.這部分內(nèi)容是高考命題熱點,高考題目幾乎每年都有,多以選擇題形式出現(xiàn).解決該部分問題時要掌握以下要點、方法和技巧. 考法3 天然放射現(xiàn)象★★ 三種射線的成分和性質(zhì),考點72 天然放射現(xiàn)象 核反應(yīng) 核能,17,考法4 核反應(yīng)類型及核反應(yīng)方程的書寫★★ 1.四種核反應(yīng)類型的區(qū)分與典例,考點72 天然放射現(xiàn)象 核反應(yīng) 核能,18,考點72 天然放射現(xiàn)象 核反應(yīng) 核能,19,2.書寫核反應(yīng)方程注意事項 (1) 必須遵守電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒規(guī)律,有的核反應(yīng)方程還要考慮能量守恒定律(例如裂變和聚變方程常含能量項); (2) 方程中的箭頭(→)表示核反應(yīng)進行的方向,不要把箭頭寫成等號; (3) 寫核反應(yīng)方程必須有實驗依據(jù),決不能毫無根據(jù)地編造. 3.確定衰變次數(shù)的方法 因為β衰變對質(zhì)量數(shù)無影響,先由質(zhì)量數(shù)的改變確定α衰變的次數(shù),然后再根據(jù)衰變規(guī)律確定β衰變的次數(shù).,考點72 天然放射現(xiàn)象 核反應(yīng) 核能,20,考法5 對質(zhì)能方程的理解和應(yīng)用★★ 1.應(yīng)用質(zhì)能方程解題的流程圖,考點72 天然放射現(xiàn)象 核反應(yīng) 核能,21,2.對質(zhì)能方程的理解 (1) 物體的質(zhì)量包括靜止質(zhì)量和運動質(zhì)量,質(zhì)量虧損指的是靜止質(zhì)量的減少,減少的靜止質(zhì)量轉(zhuǎn)化為和輻射能量有關(guān)的運動質(zhì)量. (2) 質(zhì)量虧損并不是這部分質(zhì)量消失或轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰?,只是靜止質(zhì)量的減少. (3) 在核反應(yīng)中仍然遵循質(zhì)量守恒定律和能量守恒定律; (4) 質(zhì)量只是物體具有能量多少及能量轉(zhuǎn)變多少的一種量度. 3.原子質(zhì)量單位:在原子核物理學(xué)中,核子與核的質(zhì)量通常都是用原子質(zhì)量單位(u)表示,1 u=1.660 56610-27 kg,而核能通常用兆電子伏表示.按質(zhì)能方程可以求出1 u的質(zhì)量虧損所釋放的能量為ΔE=Δmc2=931.5 MeV.,考點72 天然放射現(xiàn)象 核反應(yīng) 核能,22,返回專題首頁,考點72 天然放射現(xiàn)象 核反應(yīng) 核能,- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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