当 K、A 间加反向电压，光电子克服电场力作功，当电压达到某一值 Uc 时，光电流恰为0。 Uc称遏止电压。根据动能定理，有 12mevc?eUc2

（2）光电效应实验规律

① 光电流与光强的关系饱和光电流强度与入射光强度成正比。 ② 截止频率νc ----极限频率

对于每种金属材料，都相应的有一确定的截止频率νc 。

当入射光频率ν>νc 时，电子才能逸出金属表面；当入射光频率ν <νc时，无论光强多大也无电子逸出金属表面。

③ 光电效应是瞬时的。从光开始照射到光电子逸出所需时间<10-9s。 3．光电效应解释中的疑难

光电效应实验表明：饱和电流不仅与光强有关而且与频率有关，光电子初动能也与频率有关。只要频率高于极限频率，即使光强很弱也有光电流；频率低于极限频率时，无论光强再大也没有光电流。光电效应具有瞬时性。而经典认为光能量分布在波面上，吸收能量要时间，即需能量的积累过程。

为了解释光电效应，爱因斯坦在能量子假说的基础上提出光子理论，提出了光量子假设。 4．爱因斯坦的光量子假设

（1）内容光不仅在发射和吸收时以能量为hν的微粒形式出现，而且在空间传播时也是如此。也就是说，频率为ν 的光是由大量能量为 ??hV的光子组成的粒子流，这些光子沿光的传播方向以光速 c 运动。

（2）爱因斯坦光电效应方程在光电效应中金属中的电子吸收了光子的能量，一部分消耗在电子逸出功W0，另一部分变为光电子逸出后的动能Ek。由能量守恒可得出：h??EK?W0

W0为电子逸出金属表面所需做的功，称为逸出功Ek为光电子的最大初动能。 （3）爱因斯坦对光电效应的解释：

①光强大，光子数多，释放的光电子也多，所以光电流也大。

②电子只要吸收一个光子就可以从金属表面逸出，所以不需时间的累积。 ③从方程可以看出光电子初动能和照射光的频率成线性关系 ④从光电效应方程中，当初动能为零时，可得极限频率：?c?W0 h爱因斯坦光子假说圆满解释了光电效应，但当时并未被物理学家们广泛承认，因为它完全违背了光的波动理论。

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18．1 氢原子光谱

1．光谱

牛顿就发现了日光通过三棱镜后的色散现象，并把实验中得到的彩色光带叫做光谱。 讲述：光谱是电磁辐射（不论是在可见光区域还是在不可见光区域）的波长成分和强度分布的记录。有时只是波长成分的记录。

（1）发射光谱

物体发光直接产生的光谱叫做发射光谱。 发射光谱可分为两类：连续光谱和明线光谱。

连续分布的包含有从红光到紫光各种色光的光谱叫做连续光谱。只含有一些不连续的亮线的光谱叫做明线光谱。明线光谱中的亮线叫谱线，各条谱线对应不同波长的光。

炽热的固体、液体和高压气体的发射光谱是连续光谱。例如白炽灯丝发出的光、烛焰、炽热的钢水发出的光都形成连续光谱。如图所示。

稀薄气体或金属的蒸气的发射光谱是明线光谱。明线光谱是由游离状态的原子发射的，所以也叫原子的光谱。实践证明，原子不同，发射的明线光谱也不同，每种原子只能发出具有本身特征的某些波长的光，因此明线光谱的谱线也叫原子的特征谱线。如图所示。

（2）吸收光谱

高温物体发出的白光（其中包含连续分布的一切波长的光）通过物质时，某些波长的光被物质吸收后产生的光谱，叫做吸收光谱。各种原子的吸收光谱中的每一条暗线都跟该种原子的原子的发射光谱中的一条明线相对应。这表明，低温气体原子吸收的光，恰好就是这种原子在高温时发出的光。因此吸收光谱中的暗谱线，也是原子的特征谱线。太阳的光谱是吸收光谱。如图所示。

（3）光谱分析

由于每种原子都有自己的特征谱线，因此可以根据光谱来鉴别物质和确定的化学组成。这种方法叫做光谱分析。

原子光谱的不连续性反映出原子结构的不连续性，所以光谱分析也可以用于探索原子的结构。

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18．2 玻尔的原子模型

1．玻尔的原子理论

（1）定态假设：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些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。这些状态叫定态。

（2）跃迁假设：电子从能量较高的定态轨道（设能量为Em）跃迁到能量较低的定态轨道（设能量为En，m＞n）时，会放出能量为hv的光子，光子的能量由这两种定态的能量差决定，即 h??Em?En（h为普朗克恒量）。这个式子称为频率条件，又称辐射条件。反之，当电子

吸收光子时会从较低的能量态跃迁到较高的能量态，吸收的光子的能量同样由频率条件决定。

（3）轨道量子化假设：

围绕原子核运动的电子轨道半径只能是某些分立的数值，这种现象叫轨道量子化；不同的轨道对应着不同的状态，在这些状态中，尽管电子做变速运动，却不辐射能量，因此这些状态是稳定的；原子在不同的状态中具有不同的能量，所以原子的能量也是量子化的。 2、氢原子的能级图：氢原子的各个定态的能量值，叫氢原子的能级。按能量的大小用图开

E1像的表示出来即能级图。能级公式：En?2(n=1,2,3,……)

n 其中n=1的定态称为基态。n=2以上的定态，称为激发态。

氢原子的能级图如图所示。

3．玻尔理论对氢光谱的解释 （1）基态和激发态

基态：在正常状态下，原子处于最低能级，这时电子在离核最近的轨道上运动，这种定态，叫基态。

激发态：原子处于较高能级时，电子在离核较远的轨道上运动，这种定态，叫激发态。 （2）原子发光：原子从基态向激发态跃迁的过程是吸收能量的过程。原子从较高的激发态向较低的激发态或基态跃迁的过程，是辐射能量的过程，这个能量以光子的形式辐射出去，吸收或辐射的能量恰等于发生跃迁的两能级之差。

说明：氢原子中只有一个核外电子，这个电子在某个时刻只能在某个可能轨道上，或者说在某个时间内，由某轨道跃迁到另一轨道——可能情况只有一种。可是，通常容器盛有的

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氢气，总是千千万万个原子在一起，这些原子核外电子跃迁时，就会有各种情况出现了。但是这些跃迁不外乎是能级图中表示出来的那些情况。

4．玻尔理论的局限性玻尔理论虽然把量子理论引入原子领域，提出定态和跃迁概念，成功解释了氢原子光谱，但对多电子原子光谱无法解释，因为玻尔理论仍然以经典理论为基础。如粒子的观念和轨道。量子化条件的引进没有适当的理论解释。 5．电子在某处单位体积内出现的概率——电子云

19．1原子核的组成

1．天然放射现象

（1）物质发射射线的性质称为放射性。元素这种自发的放出射线的现象叫做天然放射现象．具有放射性的元素称为放射性元素．

（2）放射性不是少数几种元素才有的，研究发现，原子序数大于83的所有元素，都能自发的放出射线，原子序数小于83的元素，有的也具有放射性

2．射线到底是什么

把放射源放入由铅做成的容器中，射线只能从容器的小孔射出，成为细细的一束。在射线经过的空间施加磁场，发现射线如图所示：（投影）

⑴射线分成三束，射线在磁场中发生偏转，是受到力的作用。这个力是洛伦兹力，说明其中的两束射线是带电粒子。

⑵根据左手定则，可以判断?射线是正电荷，?射线是负电荷。 ⑶带电粒子在电场中要受电场力作用，可以加一偏转电场，也能判断三种射线的带电性质，如图，进行总结。

①实验发现：元素具有放射性是由原子核本身的因素决定的，跟原子所处的物理或化学状态无关。不管该元素是以单质的形式存在，还是和其他元素形成化合物，或者对它施加压力，或者升高它的温度，它都具有放射性。

②三种射线都是高速运动的粒子，能量很高，都来自于原子核内部，这也使我们认识到原子核蕴藏有巨大的核能，原子核内也有其复杂的结构。

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3．原子核的组成

⑴卢瑟福用?粒子轰击氮核，发现质子。

⑵查德威克发现中子。发现原因：如果原子核中只有质子，那么原子核的质量与电荷量之比应等于质子的质量与电荷量之比，但实际却是，绝大多数情况是前者的比值大些，卢瑟福猜想核内还有另一种粒子。

①质子带正电荷，电荷量与一个电子所带电荷量相等，mp?1.6726231?10?27kg ②中子不带电，mn?1.6749286?10?27kg

②数据显示：质子和中子的质量十分接近，统称为核子，组成原子核。

③原子核所带的电荷量总是质子电荷的整数倍，那这个倍数就叫做原子核的电荷数。 ④原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍，那这个倍数叫做原子核的质量数。 ⑤原子核的电荷数=质子数=核外电子数=原子序数 ⑥原子核的质量数=核子数=质子数+中子数

⑦ 符号ZAX表示原子核，X：元素符号；A：核的质量数；Z：核电荷数

例如，氦核可以表示为24He，它有2个质子和2个中子，所以电荷数是2质量数是4。又如，

23892U代表一种铀核，质量数是238，电荷数为92，核内有92个质子、146个中子。

4．同位素

（1）定义：具有相同质子数而中子数不同的原子，在元素周期表中处于同一位置，因而互称同位素。

（2）性质：原子核的质子数决定了核外电子数目，也决定了电子在核外的分布情况，进而决定了这种元素的化学性质，因而同种元素的同位素具有相同的化学性质。

氢有三种同位素：氕（piē）氘（daāo）氚（chuàn）氕（通常所说的氢），氘（也叫重氢），

12314H,1H,1H。碳有两种同位素，符号分别是12氚（也叫超重氢），符号分别是：16C,6C。

例：下列说法正确的是（BD）

A．?射线粒子和电子是两种不同的粒子 B．红外线的波长比X射线的波长长 C．?粒子不同于氦原子核 D．?射线的贯穿本领比?粒子强 答案：BD

?，点评：本题考查了粒子的性质及电磁波波长的比较等基本知识。19世纪末20世纪初，人们发现X，

?，?射线，经研究知道，X，?射线均为电磁波，只是波长不同。可见光，红外线也是电磁波，波长从

短到长的电磁波波谱要牢记。另外，?射线是电子流，?粒子是氦核。从?，?，?三者的穿透本领而言：?射线最强，?射线最弱，这些知识要牢记。

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