1　原子核的组成教学目标

专题八：光电效应及原子与原子核

1．氢原子能级图

(1)能级图如图1所示．

图1 nn－1(2)一群氢原子处于量子数为n的激发态时，最多可能辐射出的光谱线条数：N＝C2＝. n22．原子核的衰变

衰变类型

衰变方程

衰变实质

衰变规律

3．光电效应的实验规律

(1)任何一种金属都有一个极限频率，入射光的频率低于这个频率时不发生光电效应．

(2)光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光的频率增大而增大．

(3)入射光照射到金属板上时，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不会超过109s. －α衰变

AA－44ZX→Z－2Y＋2He

β衰变

A

0AZX→Z＋1Y＋－1e

2个质子和2个中子结合成一整体射出

14211H＋20n→2He

中子转化为质子和电子

0110n→1H＋－1e

电荷数守恒、质量数守恒

(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正比．

4．光电效应方程

(1)光电子的最大初动能跟入射光子的能量hν和逸出功W0的关系为：Ek＝hν－W0. W0(2)极限频率νc＝. h5.处理光电效应问题的两条线索

一是光的频率，二是光的强度，两条线索对应的关系是：

(1)光子频率高→光子能量大→产生光电子的最大初动能大．

(2)光强→光子数目多→发射光电子数多→光电流大．

6．能级和能级跃迁：

(1)轨道量子化

核外电子只能在一些分立的轨道上运动

rn＝n2r1(n＝1,2,3，…)

(2)能量量子化

原子只能处于一系列不连续的能量状态

E1En＝2(n＝1,2,3，…) n(3)吸收或辐射能量量子化

原子在两个能级之间跃迁时只能吸收或辐射一定频率的光子，该光子的能量由前后两个能级的能量差决定，即hν＝Em－En(m>n)．

7．α射线、β射线、γ射线之间的区别

名称

实质

速度

电离作用

贯穿能力

8.专项练习

1.(多选)(2017·全国卷Ⅲ·19)在光电效应实验中，分别用频率为νa、νb的单色光a、b照射到同种金属上，测得相应的遏止电压分别为Ua和Ub，光电子的最大初动能分别为Eka和Ekb.h为普朗克常量．下列说法正确的是(

) A．若νa＞νb，则一定有Ua＜Ub

B．若νa＞νb，则一定有Eka＞Ekb

C．若Ua＜Ub，则一定有Eka＜Ekb

D．若νa＞νb，则一定有hνa－Eka＞hνb－Ekb

2．(2017·广东广州市模拟)入射光照射到某金属表面上发生光电效应，若入射光强度减弱，而频率不变，则(

) A．有可能不发生光电效应

B．逸出的光电子的最大初动能将减小

C．单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减小

D．从光照至金属表面上到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加

3．(多选)(2017·山东临沂市模拟)如图3所示，N为金属板，M为金属网，它们分别与电池的两极相连，各电池的电动势和极性如图所示，己知金属板的逸出功为4.8eV.现分别用不同频率的光照射金属板(各光子的能量已在图上标出)，则下列说法正确的是(

) α射线

氦核流

1约为光速的

10很强

很弱

β射线

电子流

约为光速的

99%

较弱

较强

γ射线

光子

光速

很弱

最强

图3 A．A图中无光电子射出

B．B图中光电子到达金属网时的动能大小为1.5eV C．C图中的光电子能到达金属网

D．D图中光电子到达金属网时的最大动能为3.5eV 4.(2017·辽宁大连市3月模拟)如图4为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于n＝3的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，用这些光照射逸出功为2.25eV的金属钾，下列说法正确的是(

)

图4 A．这群氢原子能发出3种频率不同的光，其中从n＝3跃迁到n＝2所发出的光波长最短

B．这群氢原子能发出2种频率不同的光，其中从n＝3跃迁到n＝1所发出的光频率最小

C．金属钾表面所发出的光电子的最大初动能为9.84eV D．金属钾表面所发出的光电子的最大初动能为12.86eV 5．(2017·湖北武汉市2月调考)关于原子结构，下列说法错误的是(

) A．汤姆孙根据气体放电管实验断定阴极射线是带负电的粒子流

B．卢瑟福α粒子散射实验表明：原子中带正电部分的体积很小，但几乎占有全部质量，电子在正电体的外面运动

C．各种原子的发射光谱都是连续谱

D．玻尔在原子核式结构模型的基础上，结合普朗克的量子概念，提出了玻尔的原子模型

6．关于玻尔原子理论的基本假设，下列说法中正确的是(

)

A．原子中的电子绕原子核做圆周运动，库仑力提供向心力

B．电子绕核运动的轨道半径是任意的

C．原子的能量包括电子的动能和势能，电子动能可取任意值，势能只能取某些特定值

D．电子由一条轨道跃迁到另一条轨道上时，辐射(吸收)的光子频率等于电子绕核运动的频率

7．(2017·四川宜宾市二诊)有关原子结构和原子核的认识，下列说法正确的是(

) A．居里夫人最先发现天然放射现象

B．伦琴射线的发现揭示了原子具有核式结构

C．在光电效应中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关

239D．在衰变方程94Pu→X＋42He＋γ中，X原子核的质量数是234 2358．(多选)(2017·辽宁葫芦岛市一模)用中子轰击92U原子核产生裂变反应，其可能的裂变方程1144891235114489235为23592U＋0n→56Ba＋36Kr＋30n，92U、0n、56Ba、36Kr的质量分别为m1、m2、m3、m4，92U原子核的半衰期为T，其比结合能小于144光在真空中的传播速度为c，56Ba原子核的比结合能，下列叙述正确的是(

) 144A.56Ba原子核比23592U原子核更稳定

144B.56Ba原子核中含有56个中子

C．裂变时释放的能量为(m1－2m2－m3－m4)c2

235D．若提高92U的温度，23592U的半衰期将会小于T

9．(多选)(2017·贵州凯里市模拟)核电站核泄漏的污染物中含有碘131和铯137.碘131的半衰期约为8天，会释放β射线；铯137是铯133的同位素，半衰期约为30年，发生衰变时会辐射γ射线，下列说法正确的是(

) 131131A．碘131释放的β射线由氦核组成，β衰变的方程是53I→54Xe＋0－1e 131131B．碘131释放的β射线是电子流，β衰变的方程是53I→54Xe＋0－1e C．与铯137相比，碘131衰变更慢，且铯133和铯137含有相同的质子数

D．铯137衰变时辐射出的γ光子能量大于可见光光子能量