单元复习 第四章 原子结构和波粒二象性-【过知识】2022-2023学年高二物理单元复习（人教版2019选择性必修第三册）

这是一份单元复习 第四章 原子结构和波粒二象性-【过知识】2022-2023学年高二物理单元复习（人教版2019选择性必修第三册），共30页。PPT课件主要包含了CONTENTS，光电效应及其规律，氢原子光谱，光电子，大于等于，最小值，hν－W0，最大初动能，波粒二象，特征谱线等内容，欢迎下载使用。

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二、爱因斯坦光电效应方程
三、光的波粒二象性与物质波
1.光电效应现象在光的照射下，金属中的 从表面逸出的现象，发射出来的电子叫 .2.光电效应的产生条件入射光的频率 金属的极限频率.3.光电效应规律(1)每种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须 这个极限频率才能产生光电效应.
(2)光电子的最大初动能与入射光的 无关，只随入射光频率的增大而 .(3)光电效应的发生几乎是瞬时的，一般不超过10－9 s.(4)当入射光的频率大于极限频率时，饱和光电流的大小与入射光的强度成 .
1.光子说：在空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光子，光子的能量ε＝ .2.逸出功W0：电子从金属中逸出所需做功的 .3.最大初动能：发生光电效应时，金属表面上的 吸收光子后克服原子核的引力逸出时所具有的动能的最大值.4.光电效应方程(1)表达式：hν＝Ek＋W0或Ek＝ .(2)物理意义：金属表面的电子吸收一个光子获得的能量是hν，这些能量的一部分用来克服金属的逸出功W0，剩下的表现为逸出后电子的 .
1.光的波粒二象性(1)光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有 性.(2)光电效应说明光具有 性.(3)光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的 性.2.物质波(1)概率波：光的干涉现象是大量光子的运动遵守波动规律的表现，亮条纹是光子到达概率 的地方，暗条纹是光子到达概率 的地方，因此光波又叫概率波.
(2)物质波：任何一个运动着的物体，小到微观粒子，大到宏观物体，都有一种波与它对应，其波长λ＝ ，p为运动物体的动量，h为普朗克常量.
1.四点提醒(1)能否发生光电效应，不取决于光的强度而取决于光的频率.(2)光电效应中的“光”不是特指可见光，也包括不可见光.(3)逸出功的大小由金属本身决定，与入射光无关.(4)光电子不是光子，而是电子.2.两条对应关系(1)光照强度大→光子数目多→发射光电子多→光电流大；(2)光子频率高→光子能量大→光电子的最大初动能大.
命题点一　光电效应电路和光电效应方程的应用
3.三个关系式(1)爱因斯坦光电效应方程：Ek＝hν－W0.(2)最大初动能与遏止电压的关系：Ek＝eUc.(3)逸出功与极限频率的关系W0＝hνc.
【典例1】(2018·全国卷Ⅱ·17)用波长为300 nm的光照射锌板，电子逸出锌板表面的最大初动能为1.28×10－19 J.已知普朗克常量为6.63×10－34 J·s，真空中的光速为3.00×108 m·s－1.能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为A.1×1014 Hz B.8×1014 HzC.2×1015 Hz D.8×1015 Hz
解析　设单色光的最低频率为ν0，由Ek＝hν－W0知
【典例2】(2022·广东·模拟)如图，实验中分别用波长为λ1、λ2的单色光照射光电管的阴极K，测得相应的遏止电压分别为U1和U2，设电子的质量为m，带电荷量为e，真空中的光速为c，下列说法正确的是A.若λ1>λ2，则U1>U2B.根据题述条件无法算出阴极K金属的极限频率C.用λ1照射时，光电子的最大初动能为eU1D.入射光的波长与光电子的最大初动能成正比
用λ1照射时，光电子的最大初动能为eU1，选项C正确；
命题点二　光电效应图象
【典例3】(2022·广东省·综合测试)用如图甲所示的装置研究光电效应现象.用频率为ν的光照射光电管时发生了光电效应.图乙是该光电管发生光电效应时光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν 的关系图象，图线与横轴的交点坐标为(a,0)，与纵轴的交点坐标为(0，－b)，下列说法中正确的是A.普朗克常量为h＝B.仅增加照射光的强度，光电子的最大初动能　将增大C.保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，　电流表G的示数保持不变D.保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，电流表G的示数增大
解析　根据Ekm＝hν－W0可得，图线纵截距的绝对值等于金属的逸出功，即等于b.当最大初动能为零时，入射光的频率等于截止频率，所以金属的截止频率为a，那么普朗克常量为h＝ ，故A正确；根据光电效应方程可知，光电子的最大初动能与照射光的频率有关，与光的强度无关，故B错误；若保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，则光子数目减小，那么电流表G的示数会减小，故C、D错误.
命题点三　光的波粒二象性和物质波
1.从数量上看：个别光子的作用效果往往表现为粒子性；大量光子的作用效果往往表现为波动性.2.从频率上看：频率越低波动性越显著，越容易看到光的干涉和衍射现象；频率越高粒子性越显著，贯穿本领越强，越不容易看到光的干涉和衍射现象.3.从传播与作用上看：光在传播过程中往往表现出波动性；在与物质发生作用时往往表现出粒子性.
4.波动性与粒子性的统一：由光子的能量E＝hν、光子的动量表达式p＝ 也可以看出，光的波动性和粒子性并不矛盾：表示粒子性的能量和动量的计算式中都含有描述波动性的物理量——频率ν和波长λ.
【典例4】(多选)实物粒子和光都具有波粒二象性.下列事实中突出体现波动性的是A.电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样B.β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹C.人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构D.人们利用电子显微镜观测物质的微观结构
解析　电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样，说明电子是一种波，故A正确；β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹，可以说明β射线是一种粒子，故B错误；人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构，中子衍射说明中子是一种波，故C正确；人们利用电子显微镜观测物质的微观结构，利用了电子束的衍射现象，说明电子束是一种波，故D正确.
(1)光谱：用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按波长展开，获得光的 (频率)和强度分布的记录，即光谱.(2)光谱分类
(4)光谱分析：利用每种原子都有自己的 可以用来鉴别物质和确定物质的组成成分，且灵敏度很高.在发现和鉴别化学元素上有着重大的意义.
3.玻尔理论(1)定态：原子只能处于一系列 的能量状态中，在这些能量状态中原子是 的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量.(2)跃迁：电子从能量较高的定态轨道跃迁到能量较低的定态轨道时，会放出能量为hν的光子，这个光子的能量由前后两个能级的能量差决定，即hν＝ .(h是普朗克常量，h＝6.63×10－34 J·s)(3)轨道：原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应.原子的定态是 ，因此电子的可能轨道也是 .
4.氢原子的能量和能级变迁(1)能级和半径公式：①能级公式：En＝ (n＝1,2,3，…)，其中E1为基态能量，其数值为E1＝ eV.②半径公式：rn＝ (n＝1,2,3，…)，其中r1为基态轨道半径，又称玻尔半径，其数值为r1＝0.53×10－10 m.
(2)氢原子的能级图，如图2所示
1.定态间的跃迁——满足能级差(1)从低能级(n) 高能级(m)→吸收能量.hν＝Em－En(2)从高能级(m) 低能级(n)→放出能量.hν＝Em－En.
命题点一　玻尔理论和能级跃迁
2.电离电离态与电离能电离态：n＝∞，E＝0基态→电离态：E吸>0－(－13.6 eV)＝13.6 eV.激发态→电离态：E吸>0－En＝|En|.若吸收能量足够大，克服电离能后，获得自由的电子还携带动能.
【典例5】(多选)(2022·湖南省·三模)如图所示是玻尔为解释氢原子光谱画出的氢原子能级示意图.大量处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁放出若干频率的光子，设普朗克常量为h，下列说法正确的是A.能产生3种不同频率的光子B.产生的光子的最大频率为C.当氢原子从能级n＝2跃迁到n＝1时，氢原子的能量变大D.若氢原子从能级n＝2跃迁到n＝1时放出的光子恰好能使某金　属发生光电效应，则当氢原子从能级n＝3跃迁到n＝1时放出的光子照到该金　属表面时，逸出的光电子的最大初动能为E3－E2