【課標(biāo)要求】
1.知道光電效應(yīng)現(xiàn)象,掌握光電效應(yīng)的規(guī)律,理解逸出功、截止頻率、最大初動能、遏止電壓等有關(guān)物理量。
2.理解玻爾理論及能級躍遷規(guī)律。
3.理解原子核的衰變、人工轉(zhuǎn)變以及核能的計算。
【考查方向】
原子物理作為物理學(xué)的一大分支,考點分散,要求不高,基本以選擇題為主,難度不大。突出考查光電效應(yīng)的理解,能級躍遷問題、核反應(yīng)方程的書寫、核能的計算、半衰期的理解及其應(yīng)用。
【備考建議】
復(fù)習(xí)本章時,重點應(yīng)注意以下幾點內(nèi)容:
(1)原子的能級躍遷;
(2)原子核的衰變規(guī)律;
(3)核反應(yīng)方程的書寫;
(4)質(zhì)量虧損和核能的計算;
(5)三種射線的特點及應(yīng)用;
(6)光電效應(yīng)的規(guī)律及應(yīng)用等。備考過程注意加強對基本概念和規(guī)律的理解和記憶。
【高分技巧】
一、光電效應(yīng)四類圖像
二、能級躍遷:
只有光子能量恰好等于躍遷所需的能量時,原子才會吸收光子并躍遷到激發(fā)態(tài),對于大于電離能的光子可被吸收,可將原子電離。
躍遷產(chǎn)生的譜線條數(shù):①一群原子的核外電子向基態(tài)躍遷時發(fā)射光子的種類:或者在氫原子能級圖中將氫原子躍遷的各種可能情況畫出并相加;②一個原子的核外電子向基態(tài)躍遷時發(fā)射最多光子的種類:。
能級之間發(fā)生躍遷時放出(吸收)光子的頻率由求得.若求波長可由公式求得。
能級之間發(fā)生躍遷時放出(吸收)的光子頻率是不連續(xù)的。
三、三種放射線
四、兩種衰變類型
五、幾種核反應(yīng)類型
衰變、人工轉(zhuǎn)變、裂變和聚變,如下表所示。
一、單選題
1.(2024·河北·模擬預(yù)測)2024年6月我國探月工程嫦娥六號搭載的氡氣測量儀主要探測月壤中氡222和氡220同位素及其衰變產(chǎn)物。已知靜止的氡原子核自發(fā)衰變?yōu)獒曉雍送瑫r放出一個粒子X,且氡的半衰期為3.8天,下列說法正確的是( )
A.若該核反應(yīng)在月球上進行,經(jīng)過3.8天后剩余個數(shù)一定多于原來的一半
B.該核反應(yīng)屬于衰變
C.反應(yīng)過程中釋放射線和另一種射線,射線穿透能力最強,另一種射線電離能力最強
D.反應(yīng)前、后的質(zhì)量守恒,電荷數(shù)也守恒
【答案】C
【知識點】β衰變的特點、本質(zhì)及其方程的寫法、半衰期的概念、利用質(zhì)能方程公式進行計算、α和β、γ三種射線的性質(zhì)
【詳解】A.半衰期是一種統(tǒng)計規(guī)律,半衰期的大小由原子核內(nèi)部自身因素決定,與所處的物理環(huán)境和化學(xué)狀態(tài)無關(guān),故A錯誤;
B.核反應(yīng)方程滿足質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒,所以X的質(zhì)量數(shù)為,電荷數(shù)為,可知X為氦原子核,所以該反應(yīng)屬于衰變,故B錯誤;
C.衰變同時伴隨射線的產(chǎn)生,射線與射線相比,射線電離能力最強,穿透能力最弱,射線穿透能力最強,電離能力最弱,故C正確;
D.核反應(yīng)前后的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)都守恒,但質(zhì)量有虧損,因為核反應(yīng)過程伴隨有能量產(chǎn)生,虧損的質(zhì)量以能量形式釋放,故D錯誤。
故選C。
2.(2024·全國·模擬預(yù)測)2024年6月中國航天科技集團的科研人員通過分析我國首顆探日衛(wèi)星“羲和號”對太陽光譜的觀測數(shù)據(jù),精確繪制出國際首個太陽大氣自轉(zhuǎn)的三維圖像。太陽光譜中有一條譜線所對應(yīng)光的頻率與氫原子從較高能級向能級躍遷時發(fā)出的光中光子能量最小的那種光的頻率相同。則該譜線所對應(yīng)光子的能量為( )
A.B.C.D.
【答案】B
【知識點】計算電子躍遷時吸收或釋放光子的頻率和波長
【詳解】光子的能量
光子能量最小時頻率最小,根據(jù)玻爾原子理論的頻率條件
可知,當(dāng)氫原子從能級向能級躍遷時發(fā)出的光的光子能量最小,最小能量
B正確。
故選B。
3.(2024·北京大興·三模)針對下面幾個圖說法正確的是( )
A.甲圖中鋅板和驗電器總是帶異種電荷
B.乙圖是太陽內(nèi)部的核反應(yīng)
C.丙圖中的實驗揭示了原子核內(nèi)部有復(fù)雜結(jié)構(gòu)
D.丁圖中處于第2能級的氫原子可以吸收一個能量為3.5eV的光子并電離
【答案】D
【知識點】光電效應(yīng)現(xiàn)象及其解釋、α粒子散射實驗的裝置、現(xiàn)象和結(jié)果分析、基態(tài)、激發(fā)態(tài)、躍遷、電離、核裂變現(xiàn)象和產(chǎn)生條件
【詳解】A.甲圖中,光電效應(yīng)實驗中,驗電器和鋅板帶同種電荷,故A錯誤;
B.乙圖是鈾核裂變的反應(yīng)圖,太陽內(nèi)部的核反應(yīng)是氫核聚變,故B錯誤;
C.盧瑟福通過粒子散射實驗的研究,提出來原子的核式結(jié)構(gòu),故C錯誤;
D.丁圖中處于第2能級的氫原子至少吸收的光子才能電離,則可以吸收一個能量為3.5eV的光子并電離,故D正確。
故選D。
4.(2024·安徽·一模)光電管是根據(jù)光電效應(yīng)制成的,是一種可以把光信號轉(zhuǎn)化為電信號的儀器,在太陽能電池研究、光纖通信以及自動控制等方面有廣泛的應(yīng)用。小明同學(xué)用圖示電路研究光電管的性能,其中光電管的陰極和陽極由不同的金屬材料制成,實驗時保持開關(guān)閉合,用某種波長的光照射陰極,未發(fā)生光電效應(yīng),則以下說法正確的是( )
A.若把滑動變阻器的滑動片c向b端移動,則可以產(chǎn)生光電流
B.若只增大入射光的強度,一定可以產(chǎn)生光電流
C.若減小入射光的波長,則電流表中可能有電流通過
D.若只延長照射時間,一定可以產(chǎn)生光電流
【答案】C
【知識點】光電效應(yīng)現(xiàn)象及其解釋
【詳解】ABD.入射光的頻率大于極限頻率,才能產(chǎn)生光電效應(yīng),才能產(chǎn)生光電流,故ABD錯誤;
C.根據(jù)可得若減小入射光的波長即增大入射光的頻率,有可能會產(chǎn)生光電效應(yīng),則電流表中可能有電流通過,故C正確。
故選C。
5.(2024·全國·模擬預(yù)測)同位素?zé)嵩词抢梅派湫酝凰氐乃プ儫嶂瞥傻臒嵩矗哂锌垢蓴_性強、工作準確可靠和可長期使用的優(yōu)點,可為電子設(shè)備保溫,是未來宇宙深空探索不可或缺的能源裝置。當(dāng)前的同位素?zé)嵩粗饕捎面J與钚等半衰期長的同位素,衰變方程分別為、。已知鍶與钚的半衰期分別約為29年、87年,若大量的鍶與钚衰變前的數(shù)目相等,經(jīng)歷174年,衰變釋放出的、的總電荷量分別約為、,則( )
A.B.C.D.
【答案】D
【知識點】α衰變的特點、本質(zhì)及其方程的寫法、β衰變的特點、本質(zhì)及其方程的寫法
【詳解】根據(jù)衰變方程遵循質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒,可知衰變?yōu)闀r產(chǎn)生電子,衰變?yōu)闀r產(chǎn)生,設(shè)鍶與钚衰變前的數(shù)目均為,則
,
解得
故選 D。
6.(2024·四川遂寧·模擬預(yù)測)與元素X作用后變成元素Y與,此反應(yīng)放出的核能為;與元素X作用后變成。已知、Y,、的比結(jié)合能分別為,下列說法正確的是( )
A.元素X是粒子
B.Y與不是同位素
C.X比結(jié)合能為
D.與X作用釋放核能為
【答案】C
【知識點】根據(jù)條件寫出核反應(yīng)方程、分析原子核的結(jié)合能與比結(jié)合能
【詳解】A.與元素X作用后變成的核反應(yīng)方程為
則X為,即粒子,故A錯誤;
B.與元素X作用的核反應(yīng)方程為
則是,是的同位素,故B錯誤;
C.設(shè)X的比結(jié)合能為,由能量守恒可得第一個核反應(yīng)放出的核能
解得
故C正確;
D.第二個核反應(yīng)放出的核能為
綜合可得
故D錯誤。
故選C。
7.(2024·黑龍江哈爾濱·模擬預(yù)測)19世紀末至20世紀初是近代物理學(xué)發(fā)展的黃金時代。杰出物理學(xué)家們的研究成果直接推動了“近代物理學(xué)”的建立和發(fā)展。以下關(guān)于物理知識的描述哪一個是正確的( )
A.貝克勒爾發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象,圖1為產(chǎn)生的三種射線在電場中偏轉(zhuǎn)情況,其中③線代表的射線穿透能力最強
B.一群處于能級的氫原子向低能級躍遷,最多可以放出3種不同頻率的光子
C.圖3為康普頓效應(yīng)的示意圖,入射光子與靜止的電子發(fā)生碰撞,碰后散射光的波長變短
D.圖4展示了粒子散射實驗的現(xiàn)象,據(jù)此現(xiàn)象,盧瑟福發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子和中子
【答案】B
【知識點】康普頓效應(yīng)的現(xiàn)象及其解釋、α粒子散射實驗的裝置、現(xiàn)象和結(jié)果分析、計算電子躍遷中釋放的光子頻率種數(shù)、α和β、γ三種射線的性質(zhì)
【詳解】A.貝克勒爾發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象,圖1為產(chǎn)生的三種射線在電場中偏轉(zhuǎn)情況,其中②線代表的是射線穿透能力最強,故A錯誤;
B.一群處于能級的氫原子向低能級躍遷,最多可以放出種不同頻率的光子,故B正確;
C.圖3為康普頓效應(yīng)的示意圖,入射光子與靜止的電子發(fā)生碰撞,碰后散射光的波長變長,故C錯誤;
D.圖4展示了粒子散射實驗的現(xiàn)象,據(jù)此現(xiàn)象,盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型,故D錯誤。
故選B。
8.(2024·安徽合肥·三模)以下說法正確的是( )
A.由甲圖中的α粒子散射的實驗數(shù)據(jù)可以估計出原子核半徑的數(shù)量級是10-10m
B.由乙圖的氫原子能級圖可知,一個處于n=3能級的氫原子向低能級躍遷可能發(fā)出3種不同頻率的光
C.a(chǎn)、b、c三束單色光照射同一光電管得到光電流I與光電管兩極間的電壓U的關(guān)系曲線如丙圖,則a、b、c光的頻率關(guān)系為
D.由圖丁可知核的結(jié)合能比核的大
【答案】C
【知識點】遏止電壓的本質(zhì)及其決定因素、α粒子散射實驗的裝置、現(xiàn)象和結(jié)果分析、計算電子躍遷中釋放的光子頻率種數(shù)、分析原子核的結(jié)合能與比結(jié)合能
【詳解】A.原子核半徑的數(shù)量級是10-15m,故A錯誤;
B.一個n=3能級的氫原子向低能級躍遷,最多可以輻射出兩種頻率的光子,故B錯誤;
C.由圖得
據(jù),可得三束光產(chǎn)生光電子的最大初動能間關(guān)系為
則a、b、c光的頻率關(guān)系為
故C正確;
D.由圖可知,核的比結(jié)合能比核的大,但結(jié)合能較小,故D錯誤。
故選C。
9.(2024·山東·模擬預(yù)測)用如圖(a)所示的裝置進行光電效應(yīng)實驗,所得圖像如圖(b)所示,當(dāng)極板間電壓時,從K極發(fā)出的初動能最大的光電子,到達A極時的德布羅意波長是從K極發(fā)出時的( )
A.倍B.倍C.1倍D.2倍
【答案】B
【知識點】愛因斯坦光電效應(yīng)方程、光子的動量及其公式
【詳解】結(jié)合題圖(b)可知,從K極發(fā)射的光電子的最大初動能
當(dāng)時,極板間加正向電壓,到達A極時該電子的動能

,,
電子的德布羅意波長與動能的關(guān)系為
則時,從K極發(fā)出的初動能最大的光電子,到達A極時的德布羅意波長是從K極發(fā)出時的倍。
故選B。
10.(2024·浙江·一模)如圖甲所示是弗蘭克―赫茲實驗,該實驗為能量量子化假設(shè)提供了直接證據(jù)。實驗前,裝置內(nèi)僅充滿汞原子,實驗中,燈絲發(fā)射出初速度可忽略的電子,先經(jīng)過陰極K與柵極G之間的電場加速,再經(jīng)過柵極G與集電極A之間的反向電場減速。電子在整個運動過程中會和汞原子碰撞,實驗中記錄了柵極G到陰極K的電壓大小,以及通過集電極A的電流I,電流越大說明單位時間到達集電極A的電子越多。實驗結(jié)果如圖乙所示,電流I的極大值呈周期性出現(xiàn),峰值的水平間距為4.9V從中得出汞原子能量具有量子化的結(jié)論。由于電子質(zhì)量遠遠小于汞原子質(zhì)量,通過彈性碰撞轉(zhuǎn)移給汞原子的動能可以忽略不計。結(jié)合以上內(nèi)容判斷下列說法錯誤的是( )
A.時,電子與汞原子碰撞不會使處于基態(tài)的汞原子激發(fā)
B.峰值的水平間距為4.9V,說明汞原子第一激發(fā)態(tài)與基態(tài)的能量差為4.9
C.只有當(dāng)電子的動能等于4.9或其整數(shù)倍才能使汞原子從基態(tài)躍遷到第一激發(fā)態(tài)
D.時,有大量電子兩次與汞原子碰撞,使汞原子從基態(tài)躍遷到第一激發(fā)態(tài)
【答案】C
【知識點】基態(tài)、激發(fā)態(tài)、躍遷、電離
【詳解】AB.由乙圖可知,電壓U每升高4.9V時,電流表的示數(shù)I就會顯著下降,說明汞原子基態(tài)和第一激發(fā)態(tài)之間的能極之差等于4.9eV。當(dāng)時,電子與汞原子碰撞不會使處于基態(tài)的汞原子激發(fā)。故AB正確,與題意不符;
C.根據(jù)玻爾的躍遷條件可知,當(dāng)電子的動能等于或者大于4.9都可能使汞原子從基態(tài)躍遷到第一激發(fā)態(tài)。故C錯誤,與題意相符;
D.電子運動過程中有可能與汞原子發(fā)生一次,也有可能沒發(fā)生碰撞,還可能發(fā)生多次碰撞,所以當(dāng)時,有大量電子兩次與汞原子碰撞,使汞原子從基態(tài)躍遷到第一激發(fā)態(tài)。故D正確,與題意不符。
本題選錯誤的,故選C。
二、多選題
11.(2025·廣東·模擬預(yù)測)太陽能量的來源主要通過質(zhì)子一質(zhì)子鏈反應(yīng)(簡稱PP鏈),太陽產(chǎn)生的能量約99%來自該鏈反應(yīng)??茖W(xué)研究發(fā)現(xiàn),該鏈反應(yīng)主要通過如下方程發(fā)生:①;②,其中為正電子,為太陽中微子,下列說法正確的是( )
A.方程式中X為,Y為
B.方程式中X為,Y為
C.反應(yīng)①屬于核聚變反應(yīng)
D.Y的比結(jié)合能大于X的比結(jié)合能
【答案】ACD
【知識點】分析原子核的結(jié)合能與比結(jié)合能、典型的核聚變方程
【詳解】AB.根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒,方程式中X為,Y為,故A正確,B錯誤;
CD.反應(yīng)①、②均屬于核聚變反應(yīng),Y的比結(jié)合能大于X的比結(jié)合能,故CD正確。
故ACD。
12.(2025·浙江·模擬預(yù)測)下列說法正確的有( )
A.圖1可以看出隨著溫度的升高黑體輻射的強度的極大值向波長較長的方向移動
B.圖2電子的干涉圖像說明物質(zhì)波是一種概率波
C.圖3鏈式反應(yīng)的示意圖,鈾塊的體積足夠大反應(yīng)才能一代一代繼續(xù)下去
D.圖4核電反應(yīng)堆示意圖,控制棒插入深一些,讓它吸收更多中子,反應(yīng)速率會慢一些
【答案】BCD
【知識點】黑體輻射的實驗規(guī)律、德布羅意波的公式、核裂變現(xiàn)象和產(chǎn)生條件
【詳解】A.圖1可以看出隨著溫度的升高黑體輻射的強度的極大值向波長較短的方向移動,故A錯誤;
B.物質(zhì)波也就是德布羅意波,指粒子在空間中某點某時刻可能出現(xiàn)的幾率符合一定的概率函數(shù)規(guī)律,圖2電子的干涉圖像說明物質(zhì)波是一種概率波,故B正確;
C.重核裂變時用中子轟擊重核,產(chǎn)生多個中子,中子又會撞擊重核,產(chǎn)生更多的中子,使裂變不斷進行下去,這就是鏈式反應(yīng)。能夠發(fā)生鏈式反應(yīng)的鈾塊的最小體積叫做它的臨界體積。圖3鏈式反應(yīng)的示意圖,鈾塊的體積足夠大反應(yīng)才能一代一代繼續(xù)下去,故C正確;
D.根據(jù)核反應(yīng)堆,控制棒的作用可知,圖4核電反應(yīng)堆示意圖,控制棒插入深一些,讓它吸收更多中子,中子數(shù)減少,反應(yīng)速率會慢一些,故D正確;
故選BCD。
13.(2024·北京朝陽·模擬預(yù)測)在如圖所示的勻強磁場中,有一個氡原子核靜止在A點,某時刻氡原子核發(fā)生衰變,若粒子的徑跡是紙面內(nèi)的一個半徑為的圓,衰變產(chǎn)生的新核的徑跡是紙面內(nèi)的一個半徑為的圓。下列判斷正確的有( )
A.兩圓一定內(nèi)切B.兩圓一定都沿逆時針方向轉(zhuǎn)動
C.D.在粒子轉(zhuǎn)動42圈之內(nèi),二者都不會相撞
【答案】BD
【知識點】α衰變的特點、本質(zhì)及其方程的寫法
【詳解】AB.靜止的氡原子核由于衰變放出粒子而生成一個新的原子核的過程動量守恒,則衰變產(chǎn)生的粒子與新核的動量等大反向,粒子與新核都帶正電,根據(jù)左手定則可知兩圓一定都沿逆時針方向轉(zhuǎn)動,兩圓一定外切,故A錯誤,B正確;
C.設(shè)粒子和新核的質(zhì)量分別為、,速度大小分別為、,電荷量分別為、。粒子做圓周運動過程中洛倫茲力提供向心力
則新核做圓周運動的半徑為
同理可得,新核做圓周運動的半徑為
靜止的氡原子核由于衰變放出粒子而生成一個新的原子核的過程動量守恒,則有
根據(jù)核反應(yīng)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒,可知新核的核電荷數(shù)為84,質(zhì)量數(shù)為218,聯(lián)立可得
故C錯誤;
D.粒子做圓周運動的周期為
新核做圓周運動的周期為
可知粒子第一次與新核碰撞時,新核轉(zhuǎn)動84圈,粒子轉(zhuǎn)動109圈,故在粒子轉(zhuǎn)動42圈之內(nèi),二者都不會相撞,故D正確。
故選BD。
14.(2024·湖南長沙·模擬預(yù)測)如圖,間距為d的A、K極板足夠大,將一束頻率恰等于陰極K截止頻率的光射向陰極K,移動滑動變阻器的滑片,當(dāng)電壓表示數(shù)為時,保持滑片位置不變,此時電流表有一定示數(shù),已知電子的質(zhì)量為m,電荷量大小為e。現(xiàn)在A、K間加一垂直紙面向里、平行于極板平面的可變磁場,調(diào)節(jié)磁場的磁感應(yīng)強度大小的取值,下列磁場的磁感應(yīng)強度大小的值可以使電流表示數(shù)變?yōu)榱愕氖牵? )
A.B.
C.D.
【答案】BC
【知識點】帶電粒子在疊加場中的一般曲線運動、愛因斯坦光電效應(yīng)方程
【詳解】一束頻率恰等于陰極K截止頻率的光射向陰極K,則溢出電子的初速度為0,將溢出的電子速度分解為平行K板向上的分速度和平行K板向下的分速度;其中平行K板向上的分速度受到的洛倫茲力與電場力平衡,則有
可得
可知電子在A、K間做兩個分運動,其中一個分運動為平行K板向上的勻速直線運動,另一個分運動以速度大小在磁場中做勻速圓周運動,由洛倫茲力提供向心力得
可得
為了使電流表示數(shù)變?yōu)榱?,則電子不能到達A板,則應(yīng)滿足
聯(lián)立可得磁感應(yīng)強度應(yīng)滿足
故選BC。
15.(2024·浙江·模擬預(yù)測)用a、b、c三束光照射圖甲中的實驗裝置,移動滑片P,電流表示數(shù)隨電壓表示數(shù)變化的關(guān)系如乙圖所示。則( )
A.若P在O點的左側(cè),三種光照射時電流表均有示數(shù)
B.若P在O點的右側(cè)同一位置,a光照射時電流表示數(shù)一定最大
C.用同一裝置做雙縫干涉實驗,b光產(chǎn)生的條紋間距最小
D.a(chǎn)、b兩束光的光子動量之比為
【答案】BC
【知識點】干涉條紋間距與波長的關(guān)系、影響光電流大小的因素、遏止電壓的本質(zhì)及其決定因素
【詳解】A.若P在O點的左側(cè),光電管加的是反向電壓,三種光照射時電流表不一定有示數(shù),故A錯誤;
D.根據(jù)
利用圖像遏止電壓的值可知
而光子動量
聯(lián)立得
故D錯誤;
C.由于
則波長
根據(jù)
b光產(chǎn)生的條紋間距最小,故C正確;
B.若P在O點的右側(cè)同一位置,光電管加的是正向電壓,由圖乙知
U>0
時,a光照射時電流表示數(shù)一定最大,故B正確。
故選BC。
考點分析
三年考情分析
2025命題熱點
光電效應(yīng)及其圖像
2024:黑吉遼卷
2023:浙江6月選考卷
2022:河北卷
核反應(yīng)方程與核能
光電效應(yīng)、原子結(jié)構(gòu)與能級躍遷
原子結(jié)構(gòu)與能級躍遷
2024:江西卷、安徽卷
2023:湖北卷、遼寧卷、山東卷、新課標(biāo)卷
2022:海南卷、湖南卷
衰變、核反應(yīng)與核能的計算
2024:廣東卷、廣西卷、江蘇卷、甘肅卷、湖北卷、河北卷、山東卷、全國甲卷
2023:海南卷、全國甲卷、全國乙卷、湖南卷、浙江6月選考卷
2022:海南卷、湖北卷、遼寧卷、山東卷
圖像名稱
圖線形狀
考點
大初動能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系圖線
①截止頻率:圖線與ν軸交點的橫坐標(biāo)νc
②逸出功:圖線與Ek軸交點的縱坐標(biāo)的值W0=|-E|=E
③普朗克常量:圖線的斜率k=h
顏色相同、強度不同的光,光電流與電壓的關(guān)系
①遏止電壓Uc:圖線與橫軸的交點
②飽和光電流Im:電流的最大值
③最大初動能:Ekm=eUc
顏色不同時,光電流與電壓的關(guān)系
①遏止電壓Uc1、Uc2
②飽和光電流
③最大初動能Ek1=eUc1,Ek2=eUc2
遏止電壓Uc-ν的關(guān)系圖線,表達式為:Uc=eq \f(h,e)ν-eq \f(W0,e)
①截止頻率νc:圖線與橫軸的交點
②遏止電壓Uc:隨入射光頻率的增大而增大
③普朗克常量h:等于圖線的斜率與電子電量的乘積,即h=ke。(注:此時兩極之間接反向電壓)
種類
α射線
β射線
γ射線
本質(zhì)
高速氦核流
高速電子流
光子流(高頻電磁波)
電荷量
2e
-e
0
質(zhì)量
4mp,
mp=1.67×10-27 kg
mp1 836
靜止質(zhì)量為零
速度
0.1c
0.99c
c
在電場磁場中
偏轉(zhuǎn)
與α射線偏轉(zhuǎn)方向相反
不偏轉(zhuǎn)
貫穿本領(lǐng)
最弱,用紙能擋住
較強,能穿透幾毫米的鋁板
最強,能穿透幾厘米的鉛板
對空氣的
電離作用
很強
較弱
很弱
衰變類型
α衰變
β衰變
衰變過程
衰變實質(zhì)
2個質(zhì)子和2個中子結(jié)合成一個整體射出
1個中子轉(zhuǎn)化為1個質(zhì)子和1個電子
衰變規(guī)律
電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒、動量守恒
類型
可控性
核反應(yīng)方程典例
衰變
α衰變
自發(fā)
eq \\al(238, 92)U→eq \\al(234, 90)Th+eq \\al(4,2)He
β衰變
自發(fā)
eq \\al(234, 90)Th→eq \\al(234, 91)Pa+eq \\al( 0,-1)e
人工轉(zhuǎn)變
人工控制
eq \\al(14, 7)N+eq \\al(4,2)He→eq \\al(17, 8)O+eq \\al(1,1)H
(盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子)
eq \\al(4,2)He+eq \\al(9,4)Be→eq \\al(12, 6)C+eq \\al(1,0)n
(查德威克發(fā)現(xiàn)中子)
eq \\al(27,13)Al+eq \\al(4,2)He→eq \\al(30,15)P+eq \\al(1,0)n
約里奧-居里夫婦發(fā)現(xiàn)放射性同位素,同時發(fā)現(xiàn)正電子
eq \\al(30,15)P→eq \\al(30,14)Si+eq \\al( 0,+1)e
重核裂變
容易控制
eq \\al(235, 92)U+eq \\al(1,0)n→eq \\al(144, 56)Ba+eq \\al(89,36)Kr+3eq \\al(1,0)n
eq \\al(235, 92)U+eq \\al(1,0)n→eq \\al(136, 54)Xe+eq \\al(90,38)Sr+10eq \\al(1,0)n
輕核聚變
現(xiàn)階段很難控制
eq \\al(2,1)H+eq \\al(3,1)H→eq \\al(4,2)He+eq \\al(1,0)n

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