备战2020高考物理专题12 近代物理
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1、备战 2020 高考物理最全知识点分专题归纳总结 专题 12 近代物理 第一节第一节 光电效应、波粒二象性光电效应、波粒二象性 【基本概念规律】【基本概念规律】 一、光电效应 1定义:在光的照射下从物体发射出电子的现象(发射出的电子称为光电子) 2产生条件:入射光的频率大于极限频率 3光电效应规律 (1)存在着饱和电流 对于一定颜色的光,入射光越强,单位时间内发射的光电子数越多 (2)存在着遏止电压和截止频率 光电子的能量只与入射光的频率有关, 而与入射光的强弱无关 当入射光的频率低于截 止频率时不发生光电效应 (3)光电效应具有瞬时性 当频率超过截止频率时,无论入射光怎样微弱,几乎在照到金属
2、时立即产生光电流,时 间不超过 10 9 s. 二、光电效应方程 1基本物理量 (1)光子的能量 h,其中 h6.626 10 34 J s(称为普朗克常量) (2)逸出功:使电子脱离某种金属所做功的最小值 (3)最大初动能 发生光电效应时, 金属表面上的电子吸收光子后克服原子核的引力逸出时所具有动能的 最大值 2光电效应方程:EkhW0. 三、光的波粒二象性与物质波 1光的波粒二象性 (1)光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有波动性 (2)光电效应说明光具有粒子性 (3)光既具有波动性,又具有粒子性,称为光的波粒二象性 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
3、条纹是光子到达 概率大的地方,暗条纹是光子到达概率小的地方,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 h p,p 为运动物体的动量,h 为普朗克常量 【重要考点归纳】【重要考点归纳】 考点一考点一 光电效应规律的理解光电效应规律的理解 1放不放光电子,看入射光的最低频率 2单位时间内放多少光电子,看光的强度 3光电子的最大初动能大小,看入射光的频率 4要放光电子,瞬时放 考点二考点二 光电效应方程及图象问题光电效应方程及图象问题 1爱因斯坦光电效应方程 EkhW0 h:光电子的能量 W0:逸出功,即从金属表面直接飞出的光电
4、子克服正电荷引力所做的功 Ek:光电子的最大初动能 2图象分析 图象名称 图线形状 由图线直接(间接) 得到的物理量 最大初动能Ek与入射 光频率 的关系图线 极限频率:0 逸出功:W0|E|E 普朗克常量:图线的斜率 kh 遏止电压Uc与入射光 频率 的关系图线 截止(极限)频率:0 遏止电压 Uc: 随入射光频率的增大而 增大 普朗克常量:hke(k 为斜率,e 为电 子电量) 频率相同、光强不同 时,光电流与电压的 关系 遏止电压:Uc 饱和光电流:Im(电流的最大值) 最大初动能:EkmeUc 频率不同、光强相同 时,光电流与电压的 关系 遏止电压:Uc1、Uc2 饱和光电流:电流最大
5、值 最大初动能 Ek1eUc1,Ek2eUc2 【思想方法与技巧】【思想方法与技巧】 用统计规律理解光的波粒二象性用统计规律理解光的波粒二象性 微观粒子中的粒子性与宏观概念中的粒子性不同, 通俗地讲, 宏观粒子运动有确定的轨 道,能预测,遵守经典物理学理论,而微观粒子运动轨道具有随机性,不能预测,也不遵守 经典物理学理论; 微观粒子的波动性与机械波也不相同, 微观粒子波动性是指粒子到达不同 位置的机会不同,遵守统计规律,所以这种波叫概率波 第二节第二节 原子与原子核原子与原子核 【基本概念、规律】【基本概念、规律】 一、原子的核式结构 1 粒子散射实验的结果 绝大多数 粒子穿过金箔后, 基本上
6、仍沿原来的方向前进, 但少数 粒子发生了大角度 偏转,极少数 粒子的偏转超过了 90 ,有的甚至被撞了回来,如图所示 2原子的核式结构 在原子中心有一个很小的核, 原子全部的正电荷和几乎全部质量都集中在核里, 带负电 的电子在核外空间绕核旋转 二、玻尔理论 1 定态: 原子只能处于一系列不连续的能量状态中, 在这些能量状态中原子是稳定的, 电子虽然绕核运动,但并不向外辐射能量 2跃迁:原子从一种定态跃迁到另一种定态时,它辐射或吸收一定频率的光子,光子 的能量由这两个定态的能量差决定即 hEmEn.(h 是普朗克常量,h6.626 10 34 J s) 3轨道:原子的不同能量状态跟电子在不同的圆
7、周轨道绕核运动相对应原子的定态 是不连续的,因此电子的可能轨道也是不连续的 4氢原子的能级、能级公式 (1)氢原子的能级图(如图所示) (2)氢原子的能级和轨道半径 氢原子的能级公式:En 1 n2E1(n1,2,3,),其中 E1 为基态能量,其数值为 E1 13.6 eV. 氢原子的半径公式:rnn2r1(n1,2,3,),其中 r1为基态半径,又称玻尔半径,其 数值为 r10.53 10 10 m. 三、天然放射现象、原子核的组成 1天然放射现象 (1)天然放射现象 元素自发地放出射线的现象,首先由贝克勒尔发现天然放射现象的发现,说明原子核 具有复杂的结构 (2)放射性和放射性元素:物质
8、发射某种看不见的射线的性质叫放射性具有放射性的 元素叫放射性元素 (3)三种射线:放射性元素放射出的射线共有三种,分别是 射线、 射线、 射线 2原子核 (1)原子核的组成 原子核由质子和中子组成,质子和中子统称为核子 原子核的核电荷数质子数,原子核的质量数质子数中子数 (2)同位素:具有相同质子数、不同中子数的原子,在元素周期表中的位置相同,同位 素具有相同的化学性质 四、原子核的衰变和半衰期 1原子核的衰变 (1)原子核放出 粒子或 粒子,变成另一种原子核的变化称为原子核的衰变 (2)分类 衰变:A ZX A4 Z2Y 4 2He 衰变:A ZX A Z1Y 0 1e 2半衰期 (1)定义
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