鲁科版物理选修3-5《第2章 原子结构 第4节 氢原子光谱与能级结构》优质课教案

鲁科版物理选修3-5《第2章 原子结构 第4节 氢原子光谱与能级结构》优质课教案

①截止频率：当入射光子的能量 逸出功时，才能发生光电效应，即： EMBED Equation.3 ，也就是入射光子的频率必须满足v≥ ，取等号时的 EMBED Equation.3 即为该金属的截止频率（极限频率）；

②光电子的最大初动能： EMBED Equation.3 ，由此可知，对同一重金属，光电子的最大初动能随着入射光的频率增加而 ，随着入射光的强度的增加而 ，光电子从金属表面逸出时的动能应分布在 范围内。

3、实验：装置如右图，其中 为阴极，光照条件下发出光电子； 为阳极，吸收光电子，进而在电路中形成 ，即电流表的示数。

①当A、K未加电压时，电流表 示数；

②当加上如图所示 向电压时，随着电压的增大，光电流趋于一个饱和值，即 ；当电压进一步增大时，光电流 。

③当加上相反方向的电压（ 向电压）时，光电流 ；当反向电压达到某一个值时，光电流减小为0，这个反向电压Uc叫做 ，即使最有可能到达阳极的光电子刚好不能到达阳极的反向电压，则关于Uc的动能定理方程为 。

【练习1】某同学用同一装置在甲、乙、丙光三种光的照射下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线，如右图所示。则可判断出（ ）

A．甲光的频率大于乙光的频率

　　B．乙光的波长大于丙光的波长

　　C．乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率

D．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能

二、原子结构

1、物理学史： 通过对 的研究，发现了电子，从而认识到原子是有内部结构的； 基于 实验中出现的少数α粒子发生 散射，提出了原子的核式结构模型； 在1913年把物理量取值分立（即量子化）的观念应用到原子系统，提出了自己的原子模型，很好的解释了氢原子的 。

2、波尔理论：

①原子的能量是量子化的，这些量子化的能量值叫做 ；原子能量最低的状态叫做 ，其他较高的能量状态叫做 ；

②原子在不同能量状态之间可以发生 ，当原子从高能级Em向低能级En跃迁时 光子，原子从低能级En向高能级Em跃迁时 光子，辐射或吸收的光子频率必须满足 。

③原子对电子能量的吸收：动能 两个能级之差的电子能量能被吸收，吸收的数值是 ，剩余的能量电子带走。

④原子电离：电离态——电子脱离原子时速度也为零的状态，此时“原子—电子”系统能量值为E∞= ；要使处于量子数为n的原子电离，需要的能量至少是 EMBED Equation.KSEE3 。

【练习2】如图所示为氢原子的能级示意图。现用能量介于10eV—12.9eV范围内的光子去照射一群处于基态的氢原子，则下列说法正确的是（ ）

A．照射光中只有一种频率的光子被吸收 B．照射光中有三种频率的光子被吸收　　

C．氢原子发射出三种不同频率的光 D．氢原子发射出六种不同频率的光

【练习3】用大量具有一定能量的电子轰击大量处于基态的氢原子，观测 到了一定数目的光谱线。调高电子的能量再次进行观测，发现 光谱线的数目比原来增加了5条。用△n表示两次观测中最高 激发态的量子数n之差，E表示调高后电子的能量。根据氢原 子的能级图可以判断，△n和E的可能值为( )

A．△n=1，13.22 eV

B．△n=2，13.22 eV

C．△n=1，12.75 eV