2023届高考物理一轮复习课件：第十二章 原子物理

这是一份2023届高考物理一轮复习课件：第十二章 原子物理，共43页。PPT课件主要包含了光电管，图象问题，轨道与能级相对应，激发态，三种射线，氦原子核，10光速，高速电子流，接近光速，高能量电磁波等内容，欢迎下载使用。
1、爱因斯坦的光子说（1）光越强，光子的个数越多（2）光的频率多大（波长越短），能量越大（3）光电效应方程
用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应，可能使该金属产生光电效应的措施是（ ）A．改用频率更小的紫外线照射 B．改用X射线照射C．改用强度更大的原紫外线照射 D．延长原紫外线的照射时间
正向电压：促进电子运动→加大电流反向电压：阻碍电子运动→减少电流 若使电流为0→遏止电压
【典例1】(多选)如图所示为研究光电效应规律的实验电路，电源的两个电极分别与接线柱c、d连接。用一定频率的单色光a照射光电管时，灵敏电流计G的指针会发生偏转，而用另一频率的单色光b照射该光电管时，灵敏电流计G的指针不偏转。下列说法正确的是(　　)A．a光的频率一定大于b光的频率B．电源正极可能与c接线柱连接C．用b光照射光电管时，一定没有发生光电效应D．若灵敏电流计的指针发生偏转，则电流方向一定是e→G→f 
【典例2】(多选)光电管是一种利用光照射产生电流的装置，当入射光照在管中金属板上时，可能形成光电流。表中给出了6次实验的结果。
(多选)用如图的装置研究光电效应现象，当用光子能量为2.5 eV 的光照射到光电管上时，电流表G的读数为0.2 mA。移动变阻器的触点c，当电压表的示数大于或等于0.7 V时，电流表读数为0。则(　　)A．光电管阴极的逸出功为1.8 eVB．电键K断开后，没有电流流过电流表GC．光电子的最大初动能为0.7 eVD．改用能量为1.5 eV的光子照射，电流表G也有电流，但电流较小答案：AC
【典例4】(多选)(2020·长沙模拟)在图甲所示光电效应实验中，将a、b、c三种色光照射同一光电管后得到三条光电流与电压之间的关系曲线，如图乙所示。下列说法正确的是(　　)A．当开关S扳向2时，可得到图乙中U＞0的图线B．a光的频率低于b光的频率C．a光的强度大于c光的强度D．a光对应的光电子最大初动能大于 c光的光电子最大初动能
【典例3】在研究甲、乙两种金属光电效应现象的实验中，光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν的关系如图所示，则(　　)A．两条图线与横轴的夹角α和β一定不相等B．若增大入射光频率ν，则所需的遏止电压Uc随之增大C．若某一频率的光可以使甲金属发生光电效应，则一定也能使乙金属发生光电效应D．若增加入射光的强度，不改变入射光频率ν，则光电子的最大初动能将增大 
【典例5】用金属铷为阴极的光电管观测光电效应现象，实验装置示意图如图甲所示，实验中测得铷的遏止电压Uc与入射光频率ν之间的关系如图乙所示，图线与横轴交点的横坐标为5.15×1014 Hz。已知普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s。则下列说法中正确的是(　　)A.欲测遏止电压，应选择电源左端为正极B．当电源左端为正极时，滑动变阻器的滑片向右滑动，电流表的示数持续增大C．增大照射光的强度，产生的光电子的最大初动能一定增大D．如果实验中入射光的频率ν＝7.00×1014 Hz，则产生的光电子的最大初动能Ek约为1.2×10－19 J
4、光的波粒二象性（1）粒子性：少量、频率高；光电效应、康普顿效应（2）波动性：大量、频率低；干涉、衍射、电子显微镜
1、汤姆孙研究阴极射线是发现了电子，建立了枣糕模型2、卢瑟福进行α粒子散射实验,建立了原子核式结构模型（1）实验现象：绝大多数直线运动，少数偏转，极少数返回（2）建立模型：原子核体积小，质量大；核外电子绕核做圆周运动3、玻尔根据原子光谱的不连续性，保留核式结构，并建立了轨道量子化模型。4、现代模型，电子云（电子没有固定的轨道）
5、玻尔模型：电子在库仑力作用下绕核作圆周运动，并假设三个特点（1）轨道量子化：（2）能量量子化： 注意：离核近，Ek大，Ep小，E总小。
（3）跃迁假说从高→低能级：释放能量 ① 释放光子： e=Em-En ② 一群氢原子跃迁到基态辐射的光子种类 从低→高能级：吸收能量 例子：14eV的光子、10.2eV的光子、10.5eV的光子、10.5eV的电子 ①吸收光子：e≥13.6eV；e=Em-En（两个能级之差） ②吸收电子：e ≥Em-En
（2019·全国I卷（广东）·T14)氢原子能级示意图如图所示。光子能景在1.63 eV~3.10 eV的光为可见光。要使处于基态（n=1）的氢原子被激发后可辐射出可见光光子，最少应给氢原子提供的能量为（ ）A．12.09 eVB．10.20 eVC．1.89 eV D．1.5l eV过程：低→高→低
三、(一)原子核物理学史
1、贝克勒尔：发现了天然放射性现象 原子序数大于等于83,为放射性元素2、卢瑟福：a粒子轰击氮原子核，发现质子3、查德威克： a粒子轰击金属铍，发现中子4、皮埃尔·居里夫妇：发现钋、镭 约里奥·居里夫妇：人工放射性元素
1、衰变2、人工核转变3、核裂变4、核聚变共同点：质量数守恒，电荷数之和守恒
1、定义：原子核自身放出某种粒子而转变为新核的变化叫做原子核的衰变。2、分类：(1)衰变：2个中子和2个质子从较大的原子核中被抛射出来(2) β衰变：实质是核内的中子转化成了一个质子和一个电子(3) γ 衰变：伴随  射线或 β 射线产生
4、半衰期（1）定义：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间（2）意义：表示放射性元素衰变快慢的物理量。（3）特点：不同的放射性元素其半衰期不同,由原子核内部决定； 只对大量的原子核才适用，对少数原子核是不适用的。 不可能衰变完（4）应用：考古、分析地球年龄等（5）计算公式： 剩余的粒子数 剩余的质量
在核反应中判断运动轨迹问题：（1）明确动量守恒：两粒子运动方向相反（2）判断正负电荷：洛伦兹力方向（3）判断运动轨迹：R与q成反比
三、（三）核力与结合能
1、核力：原子核内部核子间特有的相互作用力。2、结合能：核子结合释放的能量或者原子核分开需要的能量3、比结合能：结合能/核子数，表示拆开每个核子需要的能量 ①比结合能越大，表示原子核越稳定 ②从图可知，中等核子比结合能最大 思考如何利用核能？ ③生成物的比结合能更大
三、（三）核裂变：重核→中核
1、链式反应：2、产生条件：铀块有临界体积、临界质量的要求3、应用：原子弹、核电站（人工容易控制）
三、（三）核聚变：轻核→中核
1、反应方程：2、聚变条件：高温（热核反应）、近距离3、应用：氢弹、人造太阳（人工不能很好控制）4、优势：①聚变过程放出大量的能量②聚变反应比裂变反应更剧烈③对环境污染较少④自然界中聚变反应原料丰富
补充：已知中子的质量 mn = 1.6749×10－27 Kg， 质子的质量 mp = 1.6726×10－27 Kg ， 氘核的质量 mD = 3.3436×10－27 Kg ，求氘核的结合能和比结合能。
核能的计算(1)方程式→质量亏损（两种）→核能 质量以“kg”为单位，代入 计算； 质量以“u”为单位，则换算1u=931MeV