《新课标高中物理图像与方法》专题07 近代物理中的图像（原卷版）

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专题 07 近代物理中的图像

一.黑体辐射的实验规律曲线...............................................................................................................................1

二.光电效应的电路图及光电效应曲线...............................................................................................................2

三.玻尔理论和能级跃迁图的分析.....................................................................................................................10

四.核反应与核能中的图像.................................................................................................................................15

一.黑体辐射的实验规律曲线

1.热辐射

(1)定义：周围的一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关，所以叫热辐射.

(2)特点：热辐射强度按波长的分布情况随物体的温度不同而有所不同.

2.黑体辐射的实验规律

(1)对于一般材料的物体，辐射电磁波的情况除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关.

(2)黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关.随着温度的升高，一方面，各种波长的辐射强

度都有增加，另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，如图.

【典例分析 1】(2020·新疆乌鲁木齐高三一模)黑体辐射的强度与波长的关系如图所示，由图可知下列说法

错误的是(　　)

A.随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加

B.随着温度的升高，辐射强度的极大值向着波长较短的方向移动

C.任何温度下，黑体都会辐射各种波长的电磁波

D.不同温度下，黑体只会辐射相对应的某些波长的电磁波

【典例分析 2】(多选)(2020·安徽六安市高三模拟)在实验室或工厂的高温炉子上开一小孔，小孔可看做黑体，

由小孔的热辐射特性，就可以确定炉内的温度．如图所示就是黑体的辐射强度与其辐射光波长的关系图象，

则下列说法正确的是(　　)

A．T1>T2

B．T1<T2

C．随着温度的升高，黑体的辐射强度都有所降低

D．随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短方向移动

【典例分析 3】(2021·山东临沂市高三月考)下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中，符合黑

体辐射实验规律的是(　　)

二.光电效应的电路图及光电效应曲线

【分析要点】

可以用图研究光电效应中光电流与照射光的强弱、光的颜色（频率）等物理量间的关系．

阴极和阳极是密封在真空玻璃管中的两个电极，阴极在光照时能够发射光电子．电源加在与

之间的电压大小可以调整，正、负极也可以对调．当电源按图示极性连接时，阳极吸收阴极发出

的电子，在电路中形成光电流．

光电效应的实验结果．

首先在入射光的强度与频率不变的情况下，的实验曲线如图甲所示．

曲线表明，当加速电压增加到一定值时，光电流达到饱和值．这是因为单位时间内从阴极射出的

光电子全部到达阳极．若单位时间内从阴极上逸出的光电子数目为，则饱和电流．式中

为电子电荷量，另一方面。当电压减小到零，并开始反向时，光电流并没降为零，这就表明从阴极

逸出的光电子具有初动能．所以尽管有电场阻碍它们运动，仍有部分光电子到达阳极．但是当反向电压

等于时，就能阻止所有的光电子飞向阳极，使光电流降为零，这个电压叫遏止电压，它使具有最

大初速度的电子也不能到达阳极．如果不考虑在测量遏止电压时回路中的接触电势差，那么我们就能根

据遏止电压来确定电子的最大速度和最大动能，即

．

在用相同频率不同强度的光去照射阴极时，得到的曲线如图乙所示．

它显示出对于不同强度的光，是相同的．这说明同频率、不同强度的光所产生的光电子的最大初动能

是相同的．

此外，用不同频率的光去照射阴极时，实验结果是：频率愈高，愈大，如图丙，并且与呈线性

关系，如图丁．频率低于 c的光，不论强度多大，都不能产生光电子，因此，c称为截止频率．对于不

同的材料，截止频率不同．

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