第1讲 光电效应 原子结构 氢原子光谱
一、原子结构
1．电子的发现
汤姆孙发现了电子，电子的发现证明了原子是可分的。
2．原子核式结构
(1)卢瑟福通过α粒子散射实验，提出了原子的核式结构，实验装置如图所示。
(2)实验结果显示，绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，少数α粒子发生了较大的偏转，只有极少数α粒子偏转角超过90°甚至被弹回。
(3)原子的核式结构模型：在原子中心有个很小的核，叫做原子核，原子的全部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转动。
(4)原子直径的数量级约为10－10 m，原子核直径的数量级约为10－15 m。
二、玻尔的氢原子理论
1．能级：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，具有确定能量的稳定状态称为定态，也称为能级，原子处于最低能级的状态叫做基态，其他的状态做激发态。
2．跃迁：当原子从某一能级(设能量为Em)跃迁到另一能级(设能量为En)时，会辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量为E＝|Em－En|＝hν(h叫做普朗克常量，h＝6.63×10－34 J·s)。
3．轨道：原子的不同能量状态对应于电子的不同运行轨道，由于原子的能量状态是不连续的，因此电子的轨道也是不连续的，即电子不能在任意半径的轨道上运动。
4．局限性：虽然它能很好地解释氢原子光谱，但与其他原子的光谱不符合。原因在于它一方面引入了量子假说，另一方面又应用了经典理论计算电子轨道半径和能量，因此，玻尔理论在解释复杂的微观现象时遇到困难是必然的。
三、氢原子光谱
1．氢原子的能级公式
En＝(其中基态能量E1＝－13.6 eV)
2．电子的半径公式
rn＝n2r1(n＝1,2,3…)
(其中r1＝0.53×10－10 m)
3．特征谱线
不同原子的亮线位置不同，说明不同的原子的发光频率是不一样的，因此这些亮线称为原子的特征谱线。
4．光谱分析
利用原子特征谱线来鉴别物质和确定物质的组成成分，这种方法称为光谱分析。
四、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)每种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于这个极限频率才能产生光电效应。
(2)光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而增大。
(3)光电效应的发生几乎是瞬时的，一般不超过10－9 s。
(4)当入射光的频率大于极限频率时，光电流的强度与入射光的强度成正比。
五、光电效应方程
1．基本物理量
(1)光子的能量，ε＝hν其中h＝6.63×10－34 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。
