2006年物理高考复习四----量子论初步

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1、2006年物理高考复习四----量子论初步一、知识结构光电效应现象光子说光的波动性光的粒子性玻尔的原子模型光的波粒二象性量子论初步物质波能级二、重点难点简析1．光电效应现象(1)现象光照使金属发射电子的现象。(2)规律①能否使金属发射光电子，取决于入射光频率，每一种金属都有发生光电效应现象的极限频率；②发射出的光电子的最大初动能随入射光的频率的增大而增大，而与入射光强度无关；③光电子的发射几乎是在瞬间(10－9秒)完成的；④饱和光电流与入射光强度成正比。(3)解释为了解释光电效应现象中所表现出来的四条规律，不得不把光看作是一份一份地不连续传播的，每一份叫做一个光子，

2、其能量为E=，这实际上就是所谓的“光子说”的基本内容，在“光子说”的基础上，很容易对光电效应中的种种现象作出解释。2．爱因斯坦方程与能量守恒定律频率为的单射光照射到逸出功为W的金属板上，若入射光频率大于金属板的极限频率，则将发生光电效应现象，所产生的光电子的最大初动能为这就是所谓的爱因斯坦方程，其本质是能量守恒定律在光电效应现象中的特殊表现形式。3．光的波粒二象性(1)干涉、衍射等现象，表明光是一种波；光电效应现象又表明光是一种粒子。光既有波动性，又有粒子性，即光具有波粒二象性。(2)大量光子的运动规律表现为波动性；单个光子的行为表现为粒子性。光在传播过程中，更多地

3、表现出波动性；光在与其它物体发生作用时，更多地表现出粒子性。光的波长越长，其波动的特性越明显；光的频率越高，其粒子的特性越显著。4．玻尔的“半经典”原子理论玻尔保留了卢瑟福核式结构理论中部分成功的经典理论，同时又引入了量子观念，提出了三条假设，形成所谓的“半经典”的原子理论。(1)“定态假设”8原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些状态中，电子虽作变速运动，但并不向外辐射电磁波，这样的相对稳定的状态称为定态。定态假设实际上只是给经典的电磁理论限制了适用范围；原子中电子绕核转动处于定态时不受该理论的制约。(2)“跃迁假设”电子绕核转动处于定态时不辐射电磁波，但电

4、子在两个不同定态间发生跃迁时，却要辐射（吸收）电磁波（光子），其频率由两个定态的能量差值决定跃迁假设对发光（吸光）从微观（原子等级）上给出了解释。(3)“轨道量子化假设”：由于能量状态的不连续，因此电子绕核转动的轨道半径也不能任意取值，必须满足、2、3……)5．玻尔氢原子模型(1)能级公式其中E1=－13.6(2)半径公式其中三、典型例题分析例1．某种单色光照射某种金属而发生光电效应现象，为了提高发射出的光电子的最大初动能，则应该（）A．使入射光强度增大；B．使光照时间延长；C．使入射光频率增大；D．换一种逸出功更小些的金属分析：此例的分析应该依据光电效应现象所遵从

5、的基本规律。解：由光电效应现象所遵从的定量规律——爱因斯坦方程=可知：光电子的最大初功能只与入射光的频率和被照射金属的逸出功w有关，越高，就越大，w越小，就越大，与入射光的强度及入射光的照射时间均无关。此例应选C、D。图4—1例2．如图4—1所示，光电管的阴极K的用极限波长为=5000的钠制成。现用波长为3000的紫外照射阴极。光电管阳极A和阴极K之间的电势差为2.1V时，测得饱和电流的值为Im=0.56，求：(1)每S钟由阴极K发射的电子数；(2)光电子达到阳极的最大动能；(3)如果电势差不变而照射光强度8增加到原来的三倍，此时电子到达A极的最大动能为多大？分析：

6、当光电管A、K两极间电压增大到一定数值时，便可使单位时间内K极由于光照而发射出的所有光电子全部运动到A极形成光电流，在此基础上进一步增大A、K两极间的电压，光电流也不会继续增大了，即所谓光电流达到饱和值。理解了这一点，就不难建立起饱和光电流与单位时间内从K极发射出的光电子数间的关系了。另外，要注意到“光电子的最大初动能”与“光电子到达A极时的最大功能”间的差别；还应注意到“光电子的最大初动能与入射光强度无关”这一客观事实。解：(1)设每S钟发射电子数为n，则由Im=ne，得(2)照射光中每个光子的能量为金属表面中某一个电子吸收了这个能量以后，其动能就增大，当这个能量

7、不小于脱离该金属表面所需的逸出功时，电子就逸出金属表面而成为光电子，光电子的最大初动能为。设逸出功为W=。由能量守恒，光电子逸出时的最大初动能应为。光电子从金属表面逸出后，经电场加速，达到阳极时的最大动能为：+1.6×10－19×2.1=6.01×10－19J。(3)当光强增大到原来的三倍时，只是光电子数目增大到原来三倍，而每个光电子的最大动能不变。例3．有甲、乙两种不同颜色的光平行于凸透镜主光轴入射到凸透镜上，其光路如图4—2所示，则在下列各种说法中正确的是：（）图4—2A．凸透镜的焦点即图中的P点；B．色光甲的光子能量比色光乙的光子能量小；C．某种玻璃对色光