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物理選修3-5知識(shí)點(diǎn)_總結(jié)

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物理選修3-5知識(shí)點(diǎn)_總結(jié)

棗陽市高級(jí)中學(xué)高二物理備課組

物理選修3-5知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

一、動(dòng)量守恒定律

1、動(dòng)量守恒定律的條件:系統(tǒng)所受的總沖量為零(不受力、所受外力的矢量和為零或外力的作用遠(yuǎn)小于系

統(tǒng)內(nèi)物體間的相互作用力),即系統(tǒng)所受外力的矢量和為零。(碰撞、爆炸、反沖)

注意:內(nèi)力的沖量對(duì)系統(tǒng)動(dòng)量是否守恒沒有影響,但可改變系統(tǒng)內(nèi)物體的動(dòng)量。內(nèi)力的沖量是系統(tǒng)內(nèi)物體間動(dòng)量傳遞的原因,而外力的沖量是改變系統(tǒng)總動(dòng)量的原因。

2、動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式m1v1+m2v2=m1v1/+m2v2/(規(guī)定正方向)△p1=△p2/

3、某一方向動(dòng)量守恒的條件:系統(tǒng)所受外力矢量和不為零,但在某一方向上的力為零,則系統(tǒng)在這個(gè)方向上的動(dòng)量守恒。必須注意區(qū)別總動(dòng)量守恒與某一方向動(dòng)量守恒。4、碰撞

(1)完全非彈性碰撞:獲得共同速度,動(dòng)能損失最多動(dòng)量守恒,;

(2)彈性碰撞:動(dòng)量守恒,碰撞前后動(dòng)能相等;動(dòng)量守恒,;動(dòng)能守恒,;

特例1:A、B兩物體發(fā)生彈性碰撞,設(shè)碰前A初速度為v0,B靜止,則碰后速度

vAmAmB2mAv0v0mAmB,mmABvB=.

特例2:對(duì)于一維彈性碰撞,若兩個(gè)物體質(zhì)量相等,則碰撞后兩個(gè)物體互換速度(即碰后A的速度等于碰

前B的速度,碰后B的速度等于碰前A的速度)

(3)一般碰撞:有完整的壓縮階段,只有部分恢復(fù)階段,動(dòng)量守恒,動(dòng)能減小。

5、人船模型兩個(gè)原來靜止的物體(人和船)發(fā)生相互作用時(shí),不受其它外力,對(duì)這兩個(gè)物體組成的系統(tǒng)來說,動(dòng)量守恒,且任一時(shí)刻的總動(dòng)量均為零,由動(dòng)量守恒定律,有mv=MV(注意:幾何關(guān)系)二、量子理論的建立黑體和黑體輻射

1、量子理論的建立:1900年德國物理學(xué)家普朗克提出振動(dòng)著的帶電微粒的能量只能是某個(gè)最小能量值ε的整數(shù)倍,這個(gè)不可再分的能量值ε叫做能量子ε=hν。h為普朗克常數(shù)(6.63×10J.S)

2、黑體:如果某種物體能夠完全吸收入射的各種波長電磁波而不發(fā)生反射,這種物體就是絕對(duì)黑體,簡(jiǎn)稱黑體。

3、黑體輻射:黑體輻射的規(guī)律為:溫度越高各種波長的輻射強(qiáng)度都增加,同時(shí),輻射強(qiáng)度的極大值向波長較短的方向移動(dòng)。(普朗克的能量子理論很好的解釋了這一現(xiàn)象)三、光電效應(yīng)光子說光電效應(yīng)方程1、光電效應(yīng)(表明光子具有能量)

(1)光的電磁說使光的波動(dòng)理論發(fā)展到相當(dāng)完美的地步,但是它并不能解釋光電效應(yīng)的現(xiàn)象。在光(包括不可見光)的照射下從物體發(fā)射出電子的現(xiàn)象叫做光電效應(yīng),發(fā)射出來的電子叫光電子。(實(shí)驗(yàn)圖

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-棗陽市高級(jí)中學(xué)高二物理備課組

在課本)

(2)光電效應(yīng)的研究結(jié)果:

新教材:①存在飽和電流,這表明入射光越強(qiáng),單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)越多;②存在遏止電壓:;③截止頻率:光電子的能量與入射光的頻率有關(guān),而與入射光的強(qiáng)弱無關(guān),當(dāng)入射光的頻率低于截止頻率時(shí)不能發(fā)生光電效應(yīng);④效應(yīng)具有瞬時(shí)性:光電子的發(fā)射幾乎是瞬時(shí)的,一般不超過10-9s。

老教材:①任何一種金屬,都有一個(gè)極限頻率,入射光的頻率必須大于這個(gè)極限頻率,才能產(chǎn)生光電效應(yīng);................低于這個(gè)頻率的光不能產(chǎn)生光電效應(yīng);②光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無關(guān),只隨著入射光頻..................

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率的增大而增大;③入射光照到金屬上時(shí),光電子的發(fā)射幾乎是瞬時(shí)的,一般不超過10s;④當(dāng)入射................

光的頻率大于極限頻率時(shí),光電流的強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度成正比。

(3)光電管的玻璃泡的內(nèi)半壁涂有堿金屬作為陰極K(與電源負(fù)極相連),是因?yàn)閴A金屬有較小的逸出功。

2、光子說:光本身就是由一個(gè)個(gè)不可分割的能量子組成的,頻率為ν的光的能量子為hν。這些能量子被成為光子。

3、光電效應(yīng)方程:EK=h-WO(掌握Ek/Ucν圖象的物理意義)同時(shí),h截止=WO(Ek是光電子的最大..初動(dòng)能;W是逸出功,即從金屬表面直接飛出的光電子克服正電荷引力所做的功。).......四、康普頓效應(yīng)(表明光子具有動(dòng)量)

1、1918-1922年康普頓(美)在研究石墨對(duì)X射線的散射時(shí)發(fā)現(xiàn):光子在介質(zhì)中和物質(zhì)微粒相互作用,可以使光的傳播方向發(fā)生改變,這種現(xiàn)象叫光的散射。

2、在光的散射過程中,有些散射光的波長比入射光的波長略大,這種現(xiàn)象叫康普頓效應(yīng)。.3、光子的動(dòng)量:p=h/λ

五、光的波粒二象性物質(zhì)波概率波不確定關(guān)系

1、光的波粒二象性:干涉、衍射和偏振以無可辯駁的事實(shí)表明光是一種波;光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)又用無..................可辯駁的事實(shí)表明光是一種粒子,由于光既有波動(dòng)性,又有粒子性,只能認(rèn)為光具有波粒二象性。但不可把光當(dāng)成宏觀觀念中的波,也不可把光當(dāng)成宏觀觀念中的粒子。少量的光子表現(xiàn)出粒子性,大量光子運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)為波動(dòng)性;光在傳播時(shí)顯示波動(dòng)性,與物質(zhì)發(fā)生作用時(shí),往往顯示粒子性;頻率小波長大的波動(dòng)性顯著,頻率大波長小的粒子性顯著。(P41電子干涉條紋對(duì)概率波的驗(yàn)證)

2、光子的能量E=hν,光子的動(dòng)量p=h/λ表示式也可以看出,光的波動(dòng)性和粒子性并不矛盾:表示粒子性

的粒子能量和動(dòng)量的計(jì)算式中都含有表示波的特征的物理量頻率ν和波長λ。由以上兩式和波速公式c=λν還可以得出:E=pc。

棗陽市高級(jí)中學(xué)高二物理備課組

3、物質(zhì)波:1924年德布羅意(法)提出,實(shí)物粒子和光子一樣具有波動(dòng)性,任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)著的物體都有一..

種與之對(duì)應(yīng)的波,波長λ=h/p,這種波叫物質(zhì)波,也叫德布羅意波。(P38電子的衍射圖樣;電子顯微鏡的分辨率為何遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于光學(xué)顯微鏡)

4、概率波:從光子的概念上看,光波是一種概率波。

5、不確定關(guān)系:,△x表示粒子位置的不確定量,△p表示粒子在x方向上的動(dòng)量的不確定量。(為何粒子位置的不確定量△x越小,粒子動(dòng)量的不確定量△p越大,用單縫衍射進(jìn)行解釋?P43圖)

六、原子核式模型機(jī)構(gòu)

1、1897年湯姆生(英)發(fā)現(xiàn)了電子,提出原子的棗糕模型,揭開了研究原子結(jié)構(gòu)的序幕。(誰發(fā)現(xiàn)了陰...........極射線?)

2、1909年起英國物理學(xué)家盧瑟福做了α粒子轟擊金箔的實(shí)驗(yàn),即α粒子散射實(shí)驗(yàn)(實(shí)驗(yàn)裝置見必修本P257)得到出乎意料的結(jié)果:絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后仍沿原來的方向前進(jìn),少數(shù)α粒子卻發(fā)生了較大的.......偏轉(zhuǎn),并且有極少數(shù)α粒子偏轉(zhuǎn)角超過了90°,有的甚至被彈回,偏轉(zhuǎn)角幾乎達(dá)到180°。(P53圖).....3、盧瑟福在1911年提出原子的核式結(jié)構(gòu)學(xué)說:在原子的中心有一個(gè)很小的核,叫做原子核,原子的全.部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里,帶負(fù)電的電子在核外空間里繞著核旋轉(zhuǎn)。..........

按照這個(gè)學(xué)說,可很好地解釋?duì)亮W由⑸鋵?shí)驗(yàn)結(jié)果,α粒子散射實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)還可以估計(jì)原子核的大..小(數(shù)量級(jí)為10m)和原子核的正電荷數(shù)。原子序數(shù)=核電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)。七、氫原子的光譜

1、光譜的種類:(1)發(fā)射光譜:物質(zhì)發(fā)光直接產(chǎn)生的光譜。熾熱的固體、液體及高溫高壓氣體發(fā)光產(chǎn)生連續(xù)光譜;稀薄氣體發(fā)光產(chǎn)生線狀譜,不同元素的線狀譜線不同,又稱特征譜線。(2)吸收光譜:連續(xù)譜線中某些頻率的光被稀薄氣體吸收后產(chǎn)生的光譜,元素能發(fā)射出何種頻率的光,就相應(yīng)能吸收何種頻率的光,因此吸收光譜也可作元素的特征譜線。

2、氫原子的光譜是線狀的(這些亮線稱為原子的特征譜線),即輻射波長是分立的。

3、基爾霍夫開創(chuàng)了光譜分析的方法:利用元素的特征譜線(線狀譜或吸收光譜)鑒別物質(zhì)的分析方法。八、原子的能級(jí)

1、盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)學(xué)說跟經(jīng)典的電磁理論發(fā)生矛盾(矛盾為:a、原子是不穩(wěn)定的;b、原子光譜是連續(xù)譜),1913年玻爾(丹麥)在其基礎(chǔ)上,把普朗克的量子理論運(yùn)用到原子系統(tǒng)上,提出玻爾理論。2、玻爾理論的假設(shè):

(1)原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中,在這些狀態(tài)中原子是穩(wěn)定的,電子雖然繞核運(yùn)動(dòng),但并不向外輻射能量,這些狀態(tài)叫做定態(tài)。氫原子的各個(gè)定態(tài)的能量值,叫做它的能級(jí)。原子處于最低

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-棗陽市高級(jí)中學(xué)高二物理備課組

能級(jí)時(shí)電子在離核最近的軌道上運(yùn)動(dòng),這種定態(tài)叫做基態(tài);原子處于較高能級(jí)時(shí)電子在離核較遠(yuǎn)的軌..道上運(yùn)動(dòng)的這些定態(tài)叫做激發(fā)態(tài)。

(2)原子從一種定態(tài)(設(shè)能量為En)躍遷到另一種定態(tài)(設(shè)能量為Em)時(shí),它輻射(或吸收)一定頻率的光子,光子的能量由這兩種定態(tài)的能量差決定,即h=EnEm,(能級(jí)圖見3-5第64頁)(3)原子的不同能量狀態(tài)跟電子沿不同的圓形軌道繞核運(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng)。原子的定態(tài)是不連續(xù)的,因此電...子的可能軌道的分布也是不連續(xù)的。...3、玻爾計(jì)算公式:rn=nr1,En=E1/n(n=1,2,3)r1=0.5310m,E1=-13.6eV,分別代表第一條(即離核最近的)可能軌道的半徑和電子在這條軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)的能量。(選定離核無限遠(yuǎn)處的電勢(shì)能為零,電子從離核無限遠(yuǎn)處移到任一軌道上,都是電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減少,所以在任一軌道上,電子的電勢(shì)能都是負(fù)值,而且離核越近,電勢(shì)能越小。)

4、從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)放出光子;從低能級(jí)向高能級(jí)躍遷時(shí)可能是吸收光子,也可能是由于碰撞(用加熱的方法,使分子熱運(yùn)動(dòng)加劇,分子間的相互碰撞可以傳遞能量)。原子從低能級(jí)向高能級(jí)躍遷時(shí)只能吸收一定頻率的光子;而從某一能級(jí)到被電離可以吸收能量大于或等于電離能的任何頻率的光子。5、一群氫原子處于量子數(shù)為n的激發(fā)態(tài)時(shí),可能輻射出的光譜線條數(shù)為N=。

6、玻爾模型的成功之處在于它引入了量子概念(提出了能級(jí)和躍遷的概念,能解釋氣體導(dǎo)電時(shí)發(fā)光的機(jī)理、氫原子的線狀譜),局限之處在于它過多地保留了經(jīng)典理論(經(jīng)典粒子、軌道等),無法解釋復(fù)雜原子的光譜。

7、現(xiàn)代量子理論認(rèn)為電子的軌道只能用電子云來描述。

8、光譜測(cè)量發(fā)現(xiàn)原子光譜是線狀譜和夫蘭克赫茲實(shí)驗(yàn)證實(shí)了原子能量的量子化(即原子中分立能級(jí)的存在)

九、原子核的組成

1、1919年盧瑟福用α粒子轟擊氮原子核發(fā)現(xiàn)質(zhì)子即氫原子核。核反應(yīng)方程______________。

2、盧瑟福預(yù)想到原子內(nèi)存在質(zhì)量跟質(zhì)子相等的不帶電的中性粒子,即中子。查德威克經(jīng)過研究,證明:用天α射線轟擊鈹時(shí),會(huì)產(chǎn)生一種看不見的貫穿能力很強(qiáng)(10-20厘米的鉛板)的不帶電粒子,用其轟擊石蠟時(shí),竟能從石蠟中打出質(zhì)子,此貫穿能力極強(qiáng)的射線即為設(shè)想中的中子。核反應(yīng)方程_________________。

3、質(zhì)子和中子統(tǒng)稱核子,原子核的電荷數(shù)等于其質(zhì)子數(shù),原子核的質(zhì)量數(shù)等于其質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)的和。具有相同質(zhì)子數(shù)的原子屬于同一種元素;具有相同的質(zhì)子數(shù)和不同的中子數(shù)的原子互稱同位素。

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物理選修3-5知識(shí)點(diǎn)czt

物理選修3-5知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

一、動(dòng)量守恒定律

1、動(dòng)量守恒定律的條件:系統(tǒng)所受的總沖量為零(不受力、所受外力的矢量和為零或外力

的作用遠(yuǎn)小于系統(tǒng)內(nèi)物體間的相互作用力),即系統(tǒng)所受外力的矢量和為零。(碰撞、爆炸、反沖)

注意:內(nèi)力的沖量對(duì)系統(tǒng)動(dòng)量是否守恒沒有影響,但可改變系統(tǒng)內(nèi)物體的動(dòng)量。內(nèi)力的沖量是系統(tǒng)內(nèi)物體間動(dòng)量傳遞的原因,而外力的沖量是改變系統(tǒng)總動(dòng)量的原因。2、動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式m1v1+m2v2=m1v1+m2v2(規(guī)定正方向)△p1=△p23、某一方向動(dòng)量守恒的條件:系統(tǒng)所受外力矢量和不為零,但在某一方向上的力為零,則系統(tǒng)在這個(gè)方向上的動(dòng)量守恒。必須注意區(qū)別總動(dòng)量守恒與某一方向動(dòng)量守恒。4、碰撞

(1)完全非彈性碰撞:獲得共同速度,動(dòng)能損失最多動(dòng)量守恒,;(2)彈性碰撞:動(dòng)量守恒,碰撞前后動(dòng)能相等;動(dòng)量守恒,;動(dòng)能守恒,;

特例1:A、B兩物體發(fā)生彈性碰撞,設(shè)碰前A初速度為v0,B靜止,則碰后速度

2mAv0mmABvB=.

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vAmAmBv0mAmB,

特例2:對(duì)于一維彈性碰撞,若兩個(gè)物體質(zhì)量相等,則碰撞后兩個(gè)物體互換速度(即碰后A

的速度等于碰前B的速度,碰后B的速度等于碰前A的速度)

(3)一般碰撞:有完整的壓縮階段,只有部分恢復(fù)階段,動(dòng)量守恒,動(dòng)能減小。5、人船模型兩個(gè)原來靜止的物體(人和船)發(fā)生相互作用時(shí),不受其它外力,對(duì)這兩個(gè)物體組成的系統(tǒng)來說,動(dòng)量守恒,且任一時(shí)刻的總動(dòng)量均為零,由動(dòng)量守恒定律,有mv=MV(注意:幾何關(guān)系)二、量子理論的建立黑體和黑體輻射

1、量子理論的建立:1900年德國物理學(xué)家普朗克提出振動(dòng)著的帶電微粒的能量只能是某個(gè)最小能量值ε的整數(shù)倍,這個(gè)不可再分的能量值ε叫做能量子

ε=hν

h為普朗克常數(shù)(6.63×10J.S)

2、黑體:如果某種物體能夠完全吸收入射的各種波長電磁波而不發(fā)生反射,這種物體就是

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絕對(duì)黑體,簡(jiǎn)稱黑體。

3、黑體輻射:黑體輻射的規(guī)律為:溫度越高各種波長的輻射強(qiáng)度都增加,同時(shí),輻射強(qiáng)度的極大值向波長較短的方向移動(dòng)。(普朗克的能量子理論很好的解釋了這一現(xiàn)象)三、光電效應(yīng)光子說光電效應(yīng)方程1、光電效應(yīng)(表明光子具有能量)

(1)光的電磁說使光的波動(dòng)理論發(fā)展到相當(dāng)完美的地步,但是它并不能解釋光電效應(yīng)的現(xiàn)象。在光(包括不可見光)的照射下從物體發(fā)射出電子的現(xiàn)象叫做光電效應(yīng),發(fā)射出來的電子叫光電子。(實(shí)驗(yàn)圖在課本)(2)光電效應(yīng)的研究結(jié)果:

新教材:①存在飽和電流,這表明入射光越強(qiáng),單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)越多;②存在遏止電壓:;③截止頻率:光電子的能量與入射光的頻率有關(guān),而與入射光的強(qiáng)弱無關(guān),當(dāng)入射光的頻率低于截止頻率時(shí)不能發(fā)生光電效應(yīng);④效應(yīng)具有瞬時(shí)性:光電子的發(fā)射幾乎是瞬時(shí)的,一般不超過10s。

老教材:①任何一種金屬,都有一個(gè)極限頻率,入射光的頻率必須大于這個(gè)極限頻率,才................能產(chǎn)生光電效應(yīng);低于這個(gè)頻率的光不能產(chǎn)生光電效應(yīng);②光電子的最大初動(dòng)能與入射............光的強(qiáng)度無關(guān),只隨著入射光頻率的增大而增大;③入射光照到金屬上時(shí),光電子的發(fā)...............射幾乎是瞬時(shí)的,一般不超過10s;④當(dāng)入射光的頻率大于極限頻率時(shí),光電流的強(qiáng)度.......

與入射光的強(qiáng)度成正比。

(3)光電管的玻璃泡的內(nèi)半壁涂有堿金屬作為陰極K(與電源負(fù)極相連),是因?yàn)閴A金屬有較小的逸出功。

2、光子說:光本身就是由一個(gè)個(gè)不可分割的能量子組成的,頻率為ν的光的能量子為hν。這些能量子被成為光子。3、光電效應(yīng)方程:

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EK=h-WO

(掌握Ek/Ucν圖象的物理意義)同時(shí),h截止=WO(Ek是光電子的最大初動(dòng)能;W是逸.....出功,即從金屬表面直接飛出的光電子克服正電荷引力所做的功。)....四、康普頓效應(yīng)(表明光子具有動(dòng)量)

1、1918-1922年康普頓(美)在研究石墨對(duì)X射線的散射時(shí)發(fā)現(xiàn):光子在介質(zhì)中和物質(zhì)微粒相互作用,可以使光的傳播方向發(fā)生改變,這種現(xiàn)象叫光的散射。

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2、在光的散射過程中,有些散射光的波長比入射光的波長略大,這種現(xiàn)象叫康普頓效應(yīng)。.3、光子的動(dòng)量:p=h/λ

五、光的波粒二象性物質(zhì)波概率波不確定關(guān)系

1、光的波粒二象性:干涉、衍射和偏振以無可辯駁的事實(shí)表明光是一種波;光電效應(yīng)和康普...............頓效應(yīng)又用無可辯駁的事實(shí)表明光是一種粒子,由于光既有波動(dòng)性,又有粒子性,只能...

認(rèn)為光具有波粒二象性。但不可把光當(dāng)成宏觀觀念中的波,也不可把光當(dāng)成宏觀觀念中的粒子。少量的光子表現(xiàn)出粒子性,大量光子運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)為波動(dòng)性;光在傳播時(shí)顯示波動(dòng)性,與物質(zhì)發(fā)生作用時(shí),往往顯示粒子性;頻率小波長大的波動(dòng)性顯著,頻率大波長小的粒子性顯著。(P41電子干涉條紋對(duì)概率波的驗(yàn)證)

2、光子的能量E=hν,光子的動(dòng)量p=h/λ表示式也可以看出,光的波動(dòng)性和粒子性并不矛盾:

表示粒子性的粒子能量和動(dòng)量的計(jì)算式中都含有表示波的特征的物理量頻率ν和波長λ。由以上兩式和波速公式c=λν還可以得出:E=pc。

3、物質(zhì)波:1924年德布羅意(法)提出,實(shí)物粒子和光子一樣具有波動(dòng)性,任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)..

著的物體都有一種與之對(duì)應(yīng)的波,波長

λ=h/p

這種波叫物質(zhì)波,也叫德布羅意波。(P38電子的衍射圖樣;電子顯微鏡的分辨率為何遠(yuǎn)遠(yuǎn)

高于光學(xué)顯微鏡)

4、概率波:從光子的概念上看,光波是一種概率波。

5、不確定關(guān)系:,△x表示粒子位置的不確定量,△p表示粒子在x方向上的動(dòng)量的不確定量。(為何粒子位置的不確定量△x越小,粒子動(dòng)量的不確定量△p越大,用單縫衍射進(jìn)行解釋?P43圖)六、原子核式模型機(jī)構(gòu)

1、1897年湯姆生(英)發(fā)現(xiàn)了電子,提出原子的棗糕模型,揭開了研究原子結(jié)構(gòu)的序幕。...........(誰發(fā)現(xiàn)了陰極射線?)

2、1909年起英國物理學(xué)家盧瑟福做了α粒子轟擊金箔的實(shí)驗(yàn),即α粒子散射實(shí)驗(yàn)(實(shí)驗(yàn)裝置見必修本P257)得到出乎意料的結(jié)果:絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后仍沿原來的方向前....進(jìn),少數(shù)α粒子卻發(fā)生了較大的偏轉(zhuǎn),并且有極少數(shù)α粒子偏轉(zhuǎn)角超過了90°,有的甚....至被彈回,偏轉(zhuǎn)角幾乎達(dá)到180°。(P53圖)....3、盧瑟福在1911年提出原子的核式結(jié)構(gòu)學(xué)說:在原子的中心有一個(gè)很小的核,叫做原子

物理選修3-5知識(shí)點(diǎn)czt

核,原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里,帶負(fù)電的電子在核外空間里...........繞著核旋轉(zhuǎn)。

按照這個(gè)學(xué)說,可很好地解釋?duì)亮W由⑸鋵?shí)驗(yàn)結(jié)果,α粒子散射實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)還可以估.計(jì)原子核的大。〝(shù)量級(jí)為10m)和原子核的正電荷數(shù)。原子序數(shù)=核電荷.?dāng)?shù)=質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)。七、氫原子的光譜

1、光譜的種類:(1)發(fā)射光譜:物質(zhì)發(fā)光直接產(chǎn)生的光譜。熾熱的固體、液體及高溫高壓氣體發(fā)光產(chǎn)生連續(xù)光譜;稀薄氣體發(fā)光產(chǎn)生線狀譜,不同元素的線狀譜線不同,又稱特征譜線。(2)吸收光譜:連續(xù)譜線中某些頻率的光被稀薄氣體吸收后產(chǎn)生的光譜,元素能發(fā)射出何種頻率的光,就相應(yīng)能吸收何種頻率的光,因此吸收光譜也可作元素的特征譜線。

2、氫原子的光譜是線狀的(這些亮線稱為原子的特征譜線),即輻射波長是分立的。3、基爾霍夫開創(chuàng)了光譜分析的方法:利用元素的特征譜線(線狀譜或吸收光譜)鑒別物質(zhì)的分析方法。八、原子的能級(jí)

1、盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)學(xué)說跟經(jīng)典的電磁理論發(fā)生矛盾(矛盾為:a、原子是不穩(wěn)定的;b、原子光譜是連續(xù)譜),1913年玻爾(丹麥)在其基礎(chǔ)上,把普朗克的量子理論運(yùn)用到原子系統(tǒng)上,提出玻爾理論。2、玻爾理論的假設(shè):

(1)原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中,在這些狀態(tài)中原子是穩(wěn)定的,電子雖然繞核運(yùn)動(dòng),但并不向外輻射能量,這些狀態(tài)叫做定態(tài)。氫原子的各個(gè)定態(tài)的能量值,叫做它的能級(jí)。原子處于最低能級(jí)時(shí)電子在離核最近的軌道上運(yùn)動(dòng),這種定態(tài)叫做基態(tài);..原子處于較高能級(jí)時(shí)電子在離核較遠(yuǎn)的軌道上運(yùn)動(dòng)的這些定態(tài)叫做激發(fā)態(tài)。

(2)原子從一種定態(tài)(設(shè)能量為En)躍遷到另一種定態(tài)(設(shè)能量為Em)時(shí),它輻射(或吸收)一定頻率的光子,光子的能量由這兩種定態(tài)的能量差決定,即

-15

h=EnEm

(能級(jí)圖見3-5第64頁)

(3)原子的不同能量狀態(tài)跟電子沿不同的圓形軌道繞核運(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng)。原子的定態(tài)是不連..續(xù)的,因此電子的可能軌道的分布也是不連續(xù)的。....物理選修3-5知識(shí)點(diǎn)czt

3、玻爾計(jì)算公式:rn=nr1,En=E1/n(n=1,2,3)r1=0.5310m,E1=-13.6eV,分別代表第一條(即離核最近的)可能軌道的半徑和電子在這條軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)的能量。(選定離核無限遠(yuǎn)處的電勢(shì)能為零,電子從離核無限遠(yuǎn)處移到任一軌道上,都是電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減少,所以在任一軌道上,電子的電勢(shì)能都是負(fù)值,而且離核越近,電勢(shì)能越小。)

4、從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)放出光子;從低能級(jí)向高能級(jí)躍遷時(shí)可能是吸收光子,也可能是由于碰撞(用加熱的方法,使分子熱運(yùn)動(dòng)加劇,分子間的相互碰撞可以傳遞能量)。原子從低能級(jí)向高能級(jí)躍遷時(shí)只能吸收一定頻率的光子;而從某一能級(jí)到被電離可以吸收能量大于或等于電離能的任何頻率的光子。

5、一群氫原子處于量子數(shù)為n的激發(fā)態(tài)時(shí),可能輻射出的光譜線條數(shù)為N=。6、玻爾模型的成功之處在于它引入了量子概念(提出了能級(jí)和躍遷的概念,能解釋氣體導(dǎo)電時(shí)發(fā)光的機(jī)理、氫原子的線狀譜),局限之處在于它過多地保留了經(jīng)典理論(經(jīng)典粒子、軌道等),無法解釋復(fù)雜原子的光譜。7、現(xiàn)代量子理論認(rèn)為電子的軌道只能用電子云來描述。

8、光譜測(cè)量發(fā)現(xiàn)原子光譜是線狀譜和夫蘭克赫茲實(shí)驗(yàn)證實(shí)了原子能量的量子化(即原子中分立能級(jí)的存在)九、原子核的組成

1、1919年盧瑟福用α粒子轟擊氮原子核發(fā)現(xiàn)質(zhì)子即氫原子核。核反應(yīng)方程______________。2、盧瑟福預(yù)想到原子內(nèi)存在質(zhì)量跟質(zhì)子相等的不帶電的中性粒子,即中子。查德威克經(jīng)過研究,證明:用天α射線轟擊鈹時(shí),會(huì)產(chǎn)生一種看不見的貫穿能力很強(qiáng)(10-20厘米的鉛板)的不帶電粒子,用其轟擊石蠟時(shí),竟能從石蠟中打出質(zhì)子,此貫穿能力極強(qiáng)的射線即為設(shè)想中的中子。核反應(yīng)方程_________________。

3、質(zhì)子和中子統(tǒng)稱核子,原子核的電荷數(shù)等于其質(zhì)子數(shù),原子核的質(zhì)量數(shù)等于其質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)的和。具有相同質(zhì)子數(shù)的原子屬于同一種元素;具有相同的質(zhì)子數(shù)和不同的中子數(shù)的原子互稱同位素。4、天然放射現(xiàn)象

(1)人類認(rèn)識(shí)原子核有復(fù)雜結(jié)構(gòu)和它的變化規(guī)律,是從天然放射現(xiàn)象開始的。...............

(2)1896年貝克勒耳發(fā)現(xiàn)放射性,在他的建議下,瑪麗〃居里和皮埃爾〃居里經(jīng)過研究發(fā)

現(xiàn)了新元素釙和鐳。

(3)用磁場(chǎng)來研究放射線的性質(zhì)(圖見3-5第74頁):

5

22-物理選修3-5知識(shí)點(diǎn)czt

①α射線帶正電,偏轉(zhuǎn)較小,α粒子就是氦原子核,貫穿本領(lǐng)很小,電離作用很強(qiáng),使底片感光作用很強(qiáng);②β射線帶負(fù)電,偏轉(zhuǎn)較大,是高速電子流,貫穿本領(lǐng)很強(qiáng)(幾毫米的鋁板),電離作用較弱;③γ射線中電中性的,無偏轉(zhuǎn),是波長極短的電磁波,貫穿本領(lǐng)最強(qiáng)(幾厘米的鉛板),電離作用很小。十、原子核的衰變半衰期1、原子核由于放出某種粒子而轉(zhuǎn)變?yōu)樾潞说淖兓凶鲈雍说乃プ。在衰變中電荷?shù)和質(zhì)量數(shù)都是守恒的(注意:質(zhì)量并不守恒。)。γ射線是伴隨α射線或β射線產(chǎn)生的,沒有單..獨(dú)的γ衰變(γ衰變:原子核處于較高能級(jí),輻射光子后躍遷到低能級(jí)。)。α衰變舉.......例;β衰變舉例。

2、半衰期:放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變需要的時(shí)間。放射性元素衰變的快慢是由..........核內(nèi)部本身的因素決定,與原子所處的物理狀態(tài)或化學(xué)狀態(tài)無關(guān),它是對(duì)大量原子的統(tǒng)..........計(jì)規(guī)律。N=,m=。...

十一、放射性的應(yīng)用與防護(hù)放射性同位素

1、放射性同位素的應(yīng)用:a、利用它的射線(貫穿本領(lǐng)、電離作用、物理和化學(xué)效應(yīng));b、做示蹤原子。

2、放射性同位素的防護(hù):過量的射線對(duì)人體組織有破壞作用,這些破壞往往是對(duì)細(xì)胞核的破壞,因此,在使用放射性同位素時(shí),必須注意人身安全,同時(shí)要放射性物質(zhì)對(duì)空氣、水源等的破壞。

十二、核力與結(jié)合能質(zhì)量虧損

1、由于核子間存在著強(qiáng)大的核力(核子之間的引力,特點(diǎn):①核力與核子是否帶電無關(guān)②短

10程力,其作用范圍為2.010m,只有相鄰的核子間才發(fā)生作用),所以核子結(jié)合成原子

核(例_______________________)或原子核分解為核子(例____________)時(shí),都伴隨著巨大的能量變化。核子結(jié)合為原子核時(shí)釋放的能量或原子核分解為核子時(shí)吸收的能量叫原子核的結(jié)合能,亦稱核能。

2、我們把核子結(jié)合生成原子核,所生成的原子核的質(zhì)量比生成它的核子的總質(zhì)量要小些,這種現(xiàn)象叫做質(zhì)量虧損。愛因斯坦在相對(duì)論中得出物體的質(zhì)量和能量間的關(guān)系式_________________,就是著名的質(zhì)能聯(lián)系方程,簡(jiǎn)稱質(zhì)能方程。1u=_____________kg相當(dāng)于____________MeV(此結(jié)論在計(jì)算中可直接應(yīng)用)。十三、原子核的人工轉(zhuǎn)變

原子核在其他粒子的轟擊下產(chǎn)生新核的過程,稱為核反應(yīng)(原子核的人工轉(zhuǎn)變)。在核

物理選修3-5知識(shí)點(diǎn)czt

反應(yīng)中電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)都是守恒的。舉例:(1)如α粒子轟擊氮原子核發(fā)現(xiàn)質(zhì)子;(2)1934年,約里奧〃居里和伊麗芙〃居里夫婦在用α粒子轟擊鋁箔時(shí),除探測(cè)到預(yù)料中的中子外,還探測(cè)到了正電子。核反應(yīng)方程_________________________這是第一次用人工方法得到放射性同位素。

十四、重核的裂變輕核的聚變

1、凡是釋放核能的核反應(yīng)都有質(zhì)量虧損。核子組成不同的原子核時(shí),平均每個(gè)核子的質(zhì)量虧損是不同的,所以各種原子核中核子的平均質(zhì)量不同。核子平均質(zhì)量小的,每個(gè)核子平均放的能多。鐵原子核中核子的平均質(zhì)量最小,所以鐵原子核最穩(wěn)定。凡是由平均質(zhì)量大的核,生成平均質(zhì)量小的核的核反應(yīng)都是釋放核能的。

2、1938年德國化學(xué)家哈恩和斯特拉斯曼發(fā)現(xiàn)重核裂變,即一個(gè)重核在俘獲一個(gè)中子后,分裂成幾個(gè)中等質(zhì)量的核的反應(yīng)過程,這發(fā)現(xiàn)為核能的利用開辟了道路。鈾核裂變的核反應(yīng)方程_____________________。

3、由于中子的增殖使裂變反應(yīng)能持續(xù)地進(jìn)行的過程稱為鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。為使其容易發(fā)生,最好使用純鈾235。因?yàn)樵雍朔浅P,如果鈾塊的體積不夠大,中子從鈾塊中通過時(shí),可能還沒有碰到鈾核就跑到鈾塊外面去了,因此存在能夠發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的鈾塊的最小體積,即臨界體積。

發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的條件是裂變物的體積大于臨界體積,并有中子進(jìn)入。應(yīng)用有原子彈、核反應(yīng)堆。

4、輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核叫聚變。(例:________)發(fā)生聚變的條件是:超高溫(幾百萬度以上),因此聚變又叫熱核反應(yīng)。太陽的能量產(chǎn)生于熱核反應(yīng)?梢杂迷訌梺硪馃岷朔磻(yīng)。應(yīng)用有氫彈、可控?zé)岷朔磻?yīng)。

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