原子物理,光學(xué),熱學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)

1、光和原子物理知識(shí)點(diǎn)1 光1. 折射（1）遵守折射定律：折射光線與入射光線、法線處在同一平面內(nèi)，折射光線與入射光線分別位于法線兩側(cè)；入射角的正弦與折射角的正弦成正比即，為入射角，為折射角，為比例常數(shù)（2）在折射現(xiàn)象中，光路是可逆的（3）折射率：光從真空射入某種介質(zhì)發(fā)生折射時(shí)，入射角的正弦與折射角的正弦之比，叫做這種介質(zhì)的絕對(duì)折射率，簡(jiǎn)稱折射率，用符號(hào)表示某種介質(zhì)的折射率，等于光在真空中的傳播速度與光在該介質(zhì)中的傳播速度之比，即光在不同介質(zhì)中速度不同，但光在真空中的傳播速度總是大于光在其他介質(zhì)中的傳播速度，故任何介質(zhì)的折射率都大于1兩種介質(zhì)相比較，折射率較大的介質(zhì)叫做光密介質(zhì)，折射率較小的介質(zhì)叫做

2、光疏介質(zhì)2. 全反射（1）全反射：光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)，同時(shí)發(fā)生反射和折射，若使入射角逐漸增大，則折射光越來(lái)越弱，入射光越來(lái)越強(qiáng)，當(dāng)入射角增大到某一角度時(shí)，折射光完全消失，光線全部被反射回原介質(zhì)，這種現(xiàn)象稱為全反射，這時(shí)的入射角稱為臨界角（2）發(fā)生全反射的條件：光線從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)；入射角大于或等于臨界角（3）臨界角：光從某種介質(zhì)射向真空或空氣時(shí)，發(fā)生全反射的臨界角與介質(zhì)的折射率的關(guān)系為容易看出，介質(zhì)的折射率越大，發(fā)生全反射的臨界角越小（4）在運(yùn)用光的折射定律作光路圖和解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)，要判斷是否會(huì)發(fā)生全反射光從光疏介質(zhì)射向光密介質(zhì)時(shí)不會(huì)發(fā)生全反射，光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí)，要根據(jù)入

3、射角與臨界角的大小關(guān)系判斷能否發(fā)生全反射，只有確定未發(fā)生全反射的情況下，才能根據(jù)折射定律確定入射角或折射角（5）全反射棱鏡：橫截面是等腰直角三角形，在光學(xué)儀器里，常用來(lái)代替平面鏡，改變光的傳播方向（6）光導(dǎo)纖維導(dǎo)光原理：光在內(nèi)芯和外套的界面上發(fā)生全反射，光會(huì)在光導(dǎo)纖維內(nèi)沿鋸齒形的路線傳播光纜：一束光纖（光導(dǎo)纖維），外面用塑料及其他材料做的保護(hù)層包起來(lái)，用于激光信號(hào)傳輸3. 干涉 （1）雙縫干涉由同一光源發(fā)出的光射到有兩條狹縫的擋板上，這兩條狹縫相距很近，這樣一來(lái)，這兩個(gè)狹縫就形成了兩個(gè)振動(dòng)情況相同的波源，這兩個(gè)波源發(fā)出的光在擋板后的空間互相疊加，使得光在一些位置相互加強(qiáng)，在另一些位置相互削弱，

4、在擋板后的屏上得到明暗相間的條紋，這就是雙縫干涉屏上某點(diǎn)到雙縫的路程差是波長(zhǎng)整數(shù)倍處出現(xiàn)亮紋，是半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍處出現(xiàn)暗紋相鄰的明條紋（或暗條紋）之間距離與波長(zhǎng)、雙縫間距及屏到雙縫距離的關(guān)系為，據(jù)此可求出光的波長(zhǎng)（2）薄膜干涉：薄膜（如肥皂液薄膜）前后兩面反射的光發(fā)生干涉單色光照射在薄膜上形成明暗相間的條紋，白光照射在薄膜上形成彩色條紋4. 色散（1）不同顏色的光，波長(zhǎng)不同（2）光的色散：含有多種顏色的光被分解成單色光的現(xiàn)象（3）薄膜干涉中的色散：肥皂膜的干涉條紋是彩色的；鍍膜鏡頭看起來(lái)是有顏色的，鍍膜厚度不同，顏色也不同（4）折射時(shí)的色散：白光經(jīng)過(guò)棱鏡后會(huì)發(fā)生色散現(xiàn)象各種色光通過(guò)棱鏡后，紅光偏

5、折角度最小，紫光的偏折角度最大偏折角度不同，表明同一介質(zhì)對(duì)不同色光的折射率不同，對(duì)紅光的折射率小，對(duì)紫光的折射率大由此可知，在同一種物質(zhì)中，不同波長(zhǎng)的光波的傳播速度不同，波長(zhǎng)越短，波速越慢5. 衍射（1）衍射：光離開(kāi)直線路徑繞到障礙物陰影里的現(xiàn)象，如單縫衍射、圓孔衍射（2）發(fā)生明顯衍射的條件：障礙物或孔的尺寸比光的波長(zhǎng)小或者跟波長(zhǎng)差不多6. 偏振（1）自然光：太陽(yáng)、電燈等普通光源發(fā)出的光，包括在垂直于傳播方向上沿一切方向振動(dòng)的光，而且沿各個(gè)方向振動(dòng)的光波的強(qiáng)度都相同，這種光是自然光（2）偏振光：在垂直于傳播方向的平面上，只沿某個(gè)特定方向振動(dòng)，這種光叫做偏振光（3）只有橫波才有偏振現(xiàn)象光的偏振證

6、明光是橫波自然光通過(guò)偏振片后，就得到了偏振光；自然光在玻璃等表面反射時(shí)，反射光和折射光都是偏振光7. 激光：有高度的相干性，平行度很好，亮度高知識(shí)點(diǎn)2 波粒二象性1. 光既具有波動(dòng)性，又具有粒子性，即光具有波粒二象性2. 光電效應(yīng)（1）照射到金屬表面的光，能使金屬中的電子從表面逸出，這種現(xiàn)象稱為光電效應(yīng)（2）用如圖所示的電路研究光電效應(yīng)中光電流與照射光的關(guān)系存在飽和電流在光照條件不變的情況下，隨著所加電壓增大，光電流趨于一個(gè)飽和值實(shí)驗(yàn)還表明，入射光越強(qiáng)，飽和電流越大，這說(shuō)明入射光越強(qiáng)，單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)越多存在遏止電壓和截止頻率施加反向電壓，在光電管兩極間形成使電子減速的電場(chǎng)，使光電流減

7、小到零的反向電壓稱為遏止電壓設(shè)光電子的初速度上限為，則當(dāng)入射光的頻率減小到某一數(shù)值時(shí)，不再產(chǎn)生光電子，則稱為截止頻率或極限頻率實(shí)驗(yàn)表明，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)；不同金屬的截止頻率不同效應(yīng)具有瞬時(shí)性光電效應(yīng)幾乎是瞬時(shí)的，即幾乎在光照射到金屬時(shí)就產(chǎn)生光電流（3）愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程光子說(shuō)：光本身是由一個(gè)個(gè)不可分割的能量子組成的，頻率為的光的能量子為，為普朗克常量，其值為，這些能量子稱光子愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程在光電效應(yīng)中，金屬中的電子吸收一個(gè)光子獲得的能量是，這些能量的一部分用來(lái)克服金屬的逸出功，剩下的表現(xiàn)為逸出后電子的初動(dòng)能，即，式中可見(jiàn)，光電效應(yīng)的截止頻率；光電子的最大初動(dòng)

8、能與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，只隨著入射光頻率的增大而增大知識(shí)點(diǎn) 概率波1. 經(jīng)典物理學(xué)概念中的粒子和波經(jīng)典的粒子：有一定的大小、質(zhì)量，有的還具有電荷，任意時(shí)刻具有確定的位置和速度及時(shí)空中確定的軌道經(jīng)典的波：具有頻率和波長(zhǎng)，具有時(shí)空的周期性在經(jīng)典物理學(xué)中，粒子和波是兩種不同的研究對(duì)象，具有非常不同的表現(xiàn)2. 光波是概率波光子在空間各點(diǎn)出現(xiàn)的概率遵從波動(dòng)規(guī)律，所以光波是概率波光子的行為服從統(tǒng)計(jì)規(guī)律干涉加強(qiáng)處表示光子到達(dá)的數(shù)目多，從統(tǒng)計(jì)的觀點(diǎn)來(lái)看，就是光子在該處出現(xiàn)的概率大；干涉減弱處表示光子到達(dá)的數(shù)目少，也就是光子在該處出現(xiàn)的概率小這種概率的大小服從波動(dòng)規(guī)律，因此成為概率波3. 物質(zhì)波是概率波電子和其他

9、微觀粒子，由于同樣具有波粒二象性，所以與它們相聯(lián)系的物質(zhì)波也是概率波雙縫干涉圖樣中的明紋處是電子落點(diǎn)概率大的地方，暗紋處是電子落點(diǎn)概率小的地方知識(shí)點(diǎn)4 電磁波的發(fā)現(xiàn)1電磁波的發(fā)現(xiàn)麥克斯韋從電磁場(chǎng)理論出發(fā)，運(yùn)用了較為深?yuàn)W的數(shù)學(xué)工具，得到了描述電磁場(chǎng)特性的規(guī)律，并預(yù)言了電磁波的存在年后，他的學(xué)生赫茲用實(shí)驗(yàn)方法證實(shí)了麥克斯韋的偉大預(yù)言，發(fā)射并接收了電磁波，從而開(kāi)創(chuàng)了無(wú)線電技術(shù)的新時(shí)代2麥克斯韋的理論 要點(diǎn)一：變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)麥克斯韋認(rèn)為線圈只不過(guò)用來(lái)顯示電場(chǎng)的存在，線圈不存在時(shí)，變化的磁場(chǎng)同樣在周圍空間產(chǎn)生電場(chǎng)，即這是一種普遍存在的現(xiàn)象，跟閉合電路是否存在無(wú)關(guān)要點(diǎn)二：變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)我們知道，電

10、流周圍存在著磁場(chǎng)，麥克斯韋研究了電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象的相似和聯(lián)系經(jīng)過(guò)反復(fù)思考提出一個(gè)假設(shè)，變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)這一點(diǎn)，我們從哲學(xué)上知道，事物之間是相互聯(lián)系的，可以相互轉(zhuǎn)化比如根據(jù)麥克斯韋的理論，在給電容器充電的時(shí)候，不僅導(dǎo)體中電流要產(chǎn)生磁場(chǎng)，而且在電容器兩極板間周期性變化著的電場(chǎng)周圍也要產(chǎn)生磁場(chǎng)3電磁波的特點(diǎn)：是橫波；是物質(zhì)波，真空中也能傳播，能獨(dú)立存在（與機(jī)械波不同）；具有反射、折射、干涉、衍射等波的一切特性；波速公式（為真空中速度，電磁波在真空中速度等于光速）4電磁波譜波段波長(zhǎng)/產(chǎn)生機(jī)理來(lái)源主要用途無(wú)線電波長(zhǎng)、中、短波自由電子振蕩振蕩電路超遠(yuǎn)程無(wú)線電通訊、導(dǎo)航、廣播、電報(bào)微波電視、雷達(dá)、導(dǎo)航、微波

11、爐紅外線外層電子受激發(fā)一切物體熱作用：烤箱，紅外體溫計(jì)紅外攝影：遠(yuǎn)距離和高空攝影紅外遙感：探測(cè)地?zé)?、火情、預(yù)告臺(tái)風(fēng)可見(jiàn)光光源照明、光合作用紫外線一切高溫物體化學(xué)作用 熒光作用殺菌作用 生理作用射線內(nèi)層電子受激發(fā)高速電流射到金屬上穿透本領(lǐng)：透視、檢查砂眼、裂紋對(duì)生命物質(zhì)有較強(qiáng)作用射線原子核受激發(fā)放射性物質(zhì)破壞生命物質(zhì)，摧毀病變細(xì)胞穿透能力較強(qiáng)5電磁波與機(jī)械波的比較機(jī)械波：機(jī)械波屬于力學(xué)現(xiàn)象，它傳播時(shí)需要介質(zhì)，在介質(zhì)中的傳播速度由介質(zhì)決定，它與機(jī)械波的頻率無(wú)關(guān)機(jī)械波不能在真空中傳播，機(jī)械波在傳播的過(guò)程中，質(zhì)點(diǎn)的位移隨時(shí)間和空間周期性變化電磁波：電磁波屬于電磁現(xiàn)象，它的傳播不需要介質(zhì)，它本身就是一種

12、物質(zhì)電磁波可以在真空中傳播，傳播速度是光速=電磁波在傳播過(guò)程中，其電場(chǎng)、磁場(chǎng)隨時(shí)間和空間周期性的變化機(jī)械波與電磁波都有反射、折射、干涉、衍射現(xiàn)象6總結(jié)、擴(kuò)展麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論三點(diǎn)（1）變化的磁場(chǎng)能夠在周圍空間產(chǎn)生電場(chǎng)，變化的電場(chǎng)能夠在周圍空間產(chǎn)生磁場(chǎng)（2）均勻變化的磁場(chǎng)，產(chǎn)生穩(wěn)定的電場(chǎng)，均勻變化的電場(chǎng)，產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)這里的“均勻變化”指在相等時(shí)間內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度（或電場(chǎng)強(qiáng)度）的變化量相等，或者說(shuō)磁感應(yīng)強(qiáng)度（或電場(chǎng)強(qiáng)度）對(duì)時(shí)間變化率一定（3）不均勻變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生變化的電場(chǎng)，不均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)（4）振蕩的（即周期性變化的）磁場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的振蕩電場(chǎng)，振蕩的電場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場(chǎng)（5）變化

13、的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)總是相互聯(lián)系著，形成一個(gè)不可分離的統(tǒng)一體，這就是電磁場(chǎng)，向周圍空間傳播這就是電磁波7電磁振動(dòng)的周期和頻率周期公式 頻率公式振蕩電路的周期公式，頻率公式要理解其物理含義，它只由電路本身的特性（、值）決定，所以叫做固有周期和固有頻率，應(yīng)用中，通過(guò)改變回路中的電感或電容，周期和頻率也隨之改變，滿足各種需要知識(shí)點(diǎn)5 無(wú)線電波的發(fā)射和接收、電視和雷達(dá)1無(wú)線電波的發(fā)射（1）發(fā)射電磁波的條件第一，要有足夠高的頻率；第二，電路必須開(kāi)放，使振蕩電路的電場(chǎng)和磁場(chǎng)分散到盡可能大的空間（2）發(fā)射電磁波是利用它傳播某種信號(hào)，因此必須進(jìn)行調(diào)制所謂調(diào)制，就是要把傳播的信號(hào)加在電磁波上的過(guò)程，有調(diào)幅和調(diào)頻兩

14、種方式2無(wú)線電波的接收無(wú)線電波的接收過(guò)程是：調(diào)諧電路利用電諧振的原理接收所需的電磁波，再通過(guò)檢波器檢波得到電磁波所攜帶的信號(hào)（1）當(dāng)接收電路的固有頻率跟接收到的電磁波的頻率相同時(shí)，接收電路中產(chǎn)生的振蕩電流最強(qiáng)，這種現(xiàn)象叫電諧振（2）使接收電路產(chǎn)生電諧振的過(guò)程叫調(diào)諧（3）從接收到的高頻電路中“檢出”所攜帶信號(hào)的過(guò)程叫檢波，也叫解調(diào)，它是調(diào)制的逆過(guò)程3電視的基本原理在電視發(fā)射端，由攝像管攝取景物并將反射的光轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的過(guò)程就叫攝像，這個(gè)過(guò)程由攝像管完成在電視接收端，由電視接收機(jī)的顯像管把電信號(hào)還原成景物的像，這一過(guò)程中要進(jìn)行調(diào)諧、檢波等過(guò)程電視信號(hào)的傳播主要通過(guò)無(wú)線傳播4雷達(dá)的基本原理雷達(dá)是用電

15、磁波來(lái)判定物體位置的電子設(shè)備雷達(dá)向某一方向發(fā)射電磁波時(shí)，在顯示器的熒光屏上呈現(xiàn)發(fā)射的尖形波，無(wú)線電波遇到障礙物反射回來(lái)，被雷達(dá)接收，在顯示器的熒光屏上出現(xiàn)第二個(gè)尖形波，根據(jù)兩個(gè)尖形波的距離，可得到障礙物到雷達(dá)的距離，再根據(jù)發(fā)射電磁波的方向和仰角，便可判定障礙物的位置利用多普勒效應(yīng)可測(cè)出移動(dòng)物體的速度雷達(dá)是利用電磁波的微波段工作的知識(shí)點(diǎn)6 原子結(jié)構(gòu)1. 原子的核式結(jié)構(gòu)（1）粒子散射實(shí)驗(yàn)：絕大多數(shù)粒子穿過(guò)金箔后仍能沿原來(lái)方向前進(jìn)，少數(shù)粒子發(fā)生了較大的偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)角甚至超過(guò)了，有的甚至被彈回，偏轉(zhuǎn)角幾乎達(dá)到（2）原子的核式結(jié)構(gòu)：由原子核和核外電子構(gòu)成，原子核體積很小，但幾乎占有全部質(zhì)量，電子在外面運(yùn)動(dòng)

16、原子半徑的數(shù)量級(jí)為，原子核半徑的數(shù)量級(jí)為2. 玻爾的原子模型（1）軌道量子化與定態(tài)在玻爾的理論中，電子運(yùn)行軌道半徑不是任意的，只有當(dāng)半徑大小符合一定條件時(shí)，這樣的軌道才是可能的，即電子的軌道是量子化的由于軌道的量子化，原子的能量也是量子化的，這些量子化的能量叫能級(jí)原子中具有確定能量的穩(wěn)定狀態(tài)稱為定態(tài)，能量最低的狀態(tài)稱為基態(tài)，其他狀態(tài)稱為激發(fā)態(tài)（2）頻率條件當(dāng)電子從能量較高的定態(tài)軌道（）躍遷到能量較低的定態(tài)軌道（，）時(shí)，放出能量為的光子，這個(gè)光子的能量由前后兩個(gè)能級(jí)的能量差決定，即，該式稱為頻率條件，又稱輻射條件當(dāng)電子由較低能量態(tài)躍遷到較高能量態(tài)時(shí)，吸收的光子能量同樣由頻率條件確定注意：該頻率條

17、件只適用于原子在各定態(tài)之間躍遷的情況，對(duì)于原子電離，不受此條件的限制如基態(tài)氫原子的電離能為，只要大于或等于的光子都能被基態(tài)的氫原子吸收而發(fā)生電離，只不過(guò)入射光子的能量越大，原子電離后產(chǎn)生的自由電子的動(dòng)能越大（至于實(shí)物粒子和原子碰撞的情況，由于實(shí)物粒子的動(dòng)能可全部或部分地為原子吸收，所以只要入射粒子的動(dòng)能大于或等于原子某兩定態(tài)能量之差，也可能使原子受激發(fā)而向較高能級(jí)躍遷）3. 氫原子能級(jí)（1）氫原子光譜：氫原子光譜是線狀譜每種原子都有自己的特征譜線，可以利用它來(lái)鑒別物質(zhì)和確定物質(zhì)組成成分（2）氫原子能級(jí)：氫原子各個(gè)定態(tài)的能量值，叫做它的能級(jí)氫原子能級(jí)公式為，基態(tài)能量值為（3）原子處于激發(fā)態(tài)是不穩(wěn)

18、定的，會(huì)自發(fā)地向基態(tài)或其他較低能級(jí)躍遷由于這種自發(fā)躍遷的隨機(jī)性，一個(gè)原子會(huì)有多種可能的躍遷若是一群原子處于激發(fā)態(tài)，則各種可能躍遷都會(huì)發(fā)生，所以我們會(huì)同時(shí)得到該種原子的全部光譜線氫原子由處于能級(jí)向較低激發(fā)態(tài)或基態(tài)躍遷時(shí)，能產(chǎn)生的光譜線條數(shù)知識(shí)點(diǎn)7 原子核1. 原子核的組成（1）天然放射現(xiàn)象物質(zhì)發(fā)射射線的性質(zhì)稱為放射性，具有放射性的元素稱為放射性元素，放射性元素自發(fā)地發(fā)出射線的現(xiàn)象，叫做天然放射現(xiàn)象天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，使人們認(rèn)識(shí)到原子核也有復(fù)雜結(jié)構(gòu)（2）三種射線的性質(zhì)比較種 類本 質(zhì)質(zhì)量（u）電荷（e）速度（c）電離性貫穿性射線氦核4+201最強(qiáng)最弱，紙能擋住射線電子1/1840-1099較強(qiáng)較強(qiáng)

19、，穿幾mm鋁板射線光子001最弱最強(qiáng)，穿幾cm鉛版三種射線在勻強(qiáng)磁場(chǎng)、勻強(qiáng)電場(chǎng)、正交電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)情況比較：如（1）、（2）圖所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)中都是比的偏轉(zhuǎn)大，不偏轉(zhuǎn)；區(qū)別是：在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)軌跡是圓弧，在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)軌跡是拋物線（3）圖中肯定打在O點(diǎn)；如果也打在O點(diǎn)，則必打在O點(diǎn)下方；如果也打在O點(diǎn)，則必打在O點(diǎn)下方（3）原子核的組成：原子核由質(zhì)子和中子組成，質(zhì)子和中子統(tǒng)稱核子，原子核常用符號(hào)表示，為元素符號(hào)，表示核的質(zhì)量數(shù)，表示核的電荷數(shù)2. 放射性元素的衰變（1）衰變：原子核放出粒子或粒子，核電荷數(shù)發(fā)生改變，變成另外一種原子核，這種變化叫衰變（2）種類衰變：原子核放出由兩個(gè)質(zhì)子和

20、兩個(gè)中子組成的粒子（即氦核），例如衰變：原子核內(nèi)的一個(gè)中子變?yōu)橐粋€(gè)質(zhì)子并放射出一個(gè)電子，例如衰變：放射性原子核在發(fā)生衰變或衰變時(shí)，產(chǎn)生的某些新核由于具有過(guò)多的能量（核處于激發(fā)態(tài)）而輻射出光子，原子核從較高能級(jí)躍遷到較低能級(jí)（3）衰變規(guī)律：電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)都守恒由此可確定衰變次數(shù)（4）半衰期：放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間，其中表示衰變前放射性元素的原子核的個(gè)數(shù)，表示衰變后尚未發(fā)生衰變的放射性元素的原子核的個(gè)數(shù)，表示衰變時(shí)間表示半衰期半衰期只適用于大量的原子核，對(duì)數(shù)量較少的原子核不適用，如10個(gè)原子核經(jīng)過(guò)一個(gè)半衰期并不一定恰好有5個(gè)發(fā)生衰變半衰期由核內(nèi)部本身的因素決定，跟原子所處的物理

21、或化學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān)（5）放射性同位素的應(yīng)用利用其射線：射線電離性強(qiáng)，用于使空氣電離，將靜電泄出，從而消除有害靜電射線貫穿性強(qiáng)，可用于金屬探傷，也可用于治療惡性腫瘤各種射線均可使DNA發(fā)生突變，可用于生物工程，基因工程作為示蹤原子用于研究農(nóng)作物化肥需求情況，診斷甲狀腺疾病的類型，研究生物大分子結(jié)構(gòu)及其功能進(jìn)行考古研究利用放射性同位素碳14，判定出土木質(zhì)文物的產(chǎn)生年代3. 核力和結(jié)合能（1）核力：核力將核子緊緊束縛在核內(nèi)，形成穩(wěn)定的原子核核力是強(qiáng)相互作用的一種表現(xiàn)；核力是短程力；每個(gè)核子只與相鄰的核子發(fā)生核力作用，即核力具有飽和性（2）結(jié)合能：原子核由核子結(jié)合在一起構(gòu)成，要將它們分開(kāi)需要能量，這個(gè)能量

22、就是原子核的結(jié)合能結(jié)合能不是由于核子結(jié)合成原子核而具有的能量，而是為把核子分開(kāi)而需要的能量（3）質(zhì)量虧損：原子核的質(zhì)量小于組成它的核子的質(zhì)量之和，這個(gè)現(xiàn)象叫質(zhì)量虧損4. 核反應(yīng)（1）原子核在其他粒子的轟擊下產(chǎn)生新原子核的過(guò)程，稱為核反應(yīng)（2）常見(jiàn)的核反應(yīng)有人工轉(zhuǎn)變、重核裂變、輕核聚變可用核反應(yīng)方程來(lái)表示核反應(yīng)過(guò)程人工轉(zhuǎn)變：（發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)） （發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)） ， （人工制造放射性同位素）重核的裂變： ，在一定條件下（超過(guò)臨界體積），裂變反應(yīng)會(huì)連續(xù)不斷地進(jìn)行下去，這就是鏈?zhǔn)椒磻?yīng)輕核的聚變：（需要幾百萬(wàn)度高溫，所以又叫熱核反應(yīng)）（3）核反應(yīng)遵循的規(guī)律：質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒（注意：質(zhì)量并不守

23、恒）（4）核反應(yīng)堆目前的所有正式運(yùn)行的核電站都是應(yīng)用裂變發(fā)電的核反應(yīng)堆的主要組成是：核燃料用濃縮鈾（能吸收慢中子的鈾235占3%4%）減速劑用石墨或重水（使裂變中產(chǎn)生的中子減速，以便被鈾235吸收）控制棒用鎘做成（鎘吸收中子的能力很強(qiáng)）冷卻劑用水或液態(tài)鈉（把反應(yīng)堆內(nèi)的熱量傳輸出去用于發(fā)電，同時(shí)使反應(yīng)堆冷卻，保證安全）水泥防護(hù)層用來(lái)屏蔽裂變產(chǎn)物放出的各種射線5. 核能（1）愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程，若核反應(yīng)中的質(zhì)量虧損（參加核反應(yīng)的原子核總質(zhì)量與生成新原子核的總質(zhì)量之差）為，釋放的核能以上兩式中的各個(gè)物理量都必須采用國(guó)際單位在非國(guó)際單位里，可以用它表示1原子質(zhì)量單位的質(zhì)量跟的能量相對(duì)應(yīng)在有關(guān)核能的計(jì)算中

24、，一定要根據(jù)已知和題解的要求明確所使用的單位制（2）重核裂變和輕核聚變過(guò)程中都釋放出核能（3）在無(wú)光子輻射的情況下，核反應(yīng)中釋放的核能轉(zhuǎn)化為生成的新核和新粒子的動(dòng)能因而在此情況下可應(yīng)用動(dòng)量守恒和能量守恒來(lái)計(jì)算核能熱學(xué)專題講解一、知識(shí)點(diǎn)講解知識(shí)點(diǎn)1 分子動(dòng)理論1.物質(zhì)是由大量分子組成的：物質(zhì)是由大量分子組成的，分子之間有間隙，分子體積很小，一般物質(zhì)分子直徑的數(shù)量級(jí)是2.分子的運(yùn)動(dòng)：分子永不停息地做無(wú)規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)，擴(kuò)散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動(dòng)等試驗(yàn)證實(shí)了分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)3.分子力：分子之間同時(shí)存在著相互作用的引力和斥力，其合力叫分子力當(dāng)兩個(gè)分子間的距離等于數(shù)量級(jí)為的某個(gè)值時(shí)，分子間的引力和斥力相互平衡，分子

25、間作用力為零分子間的引力和斥力都隨分子間的距離增大而減小，但斥力比引力減小得快；分子引力和分子斥力都隨分子間距離的減小而增太，但斥力比引力變化得快其特點(diǎn)為：當(dāng)時(shí)，分子力（1）時(shí)，分子力為斥力（2）時(shí)，分子力為引力（3）時(shí)，、迅速減小為零，分子力知識(shí)點(diǎn)2 油膜法估算分子大小1.實(shí)驗(yàn)原理：利用油酸的酒精溶液在平靜的水面上形成單分子油膜，將油酸分子看做球形，測(cè)出一定體積油酸溶液在水面上形成的油膜面積，用計(jì)算出油膜的厚度，其中為一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積，為油膜面積，這個(gè)厚度就近似等于油膜分子的直徑2.實(shí)驗(yàn)器材：清水、酒精、油酸、量筒、淺盤(pán)(邊長(zhǎng)約)、注射器(或滴管)、玻璃板(或有機(jī)玻璃板)、彩筆

26、、痱子粉(石膏粉)、坐標(biāo)紙、容量瓶()3.實(shí)驗(yàn)步驟：用稀酒精溶液及清水清洗淺盤(pán)，充分洗去油污、粉塵，以免給實(shí)驗(yàn)帶來(lái)誤差；配制油酸酒精溶液，取油酸，注人的容量瓶中，然后向容量瓶?jī)?nèi)注入酒精，直到液面達(dá)到刻度線為止，搖動(dòng)容量瓶，使油酸充分在酒精中溶解，這樣就得到了，含純油酸的油酸酒精溶液；用注射器或滴管將油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，并記下量筒內(nèi)增加一定體積時(shí)的滴數(shù)；根據(jù)算出每滴油酸酒精溶液的體積；向淺盤(pán)里倒八深的水，并將痱子粉或石膏粉均勻地灑在水面上；用注射器或滴管將一滴油酸酒精溶液滴在水面上；待薄膜的形狀穩(wěn)定后，將玻璃板(或有機(jī)玻璃板)放在淺盤(pán)上，并將油酸薄膜的形狀用彩筆畫(huà)在玻璃板上；將畫(huà)有

27、油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，算出油酸薄膜的面積(求面積時(shí)以坐標(biāo)紙上邊長(zhǎng)為的正方形為單位，計(jì)算輪廓內(nèi)正方形的個(gè)數(shù)；不足半個(gè)的舍去，多于半個(gè)的算一個(gè))；根據(jù)油酸酒精溶液的配制比例，算出一滴溶液中純油酸的體積，并代入公式算出油酸薄膜的厚度；重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)步驟多測(cè)幾次油酸薄膜的厚度，并求平均值，即為油酸分子直徑的大小知識(shí)點(diǎn)3 阿伏加德羅常數(shù)阿伏加德羅常數(shù)，它是1摩爾物質(zhì)所含的分子數(shù)1摩爾任何氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積都約是知識(shí)點(diǎn)4 微觀量的估算方法及步驟1.微觀模型的建立：物體由大量分子組成，而分子具有太小，且分子間有空隙，為了估算分子大小或間距，可建立以下兩種模型（1）球體模型：由于固體和液體分子間

28、距離很小，因此可近似看做分子是緊密排列著的球體，若分子直徑為d，則其體積為（2）立方體模型：設(shè)想固體和液體分子(原子或離子)是緊密排列著的立方體，那么分子間距離(即分子線度)就是立方體的邊長(zhǎng)，困此一個(gè)分子的體積就是， 需要注意的是，對(duì)氣體來(lái)說(shuō)，由于在一般情況下其分子不是緊密排列的，因此上述模型無(wú)法求分子的直徑，但能通過(guò)上述模型求分子間的距離2.解估算題的一般步驟（1）建立合適的物理模型：將題給的現(xiàn)象突出主要因素，忽略次要因素，用熟悉的理想模型來(lái)模擬實(shí)際的物理現(xiàn)象，如常把液體分子模擬為球形，固體分子模擬為小立方體形（2）根據(jù)建立的理想物理模型尋找適當(dāng)?shù)奈锢砼灺?，將題中有關(guān)條件串聯(lián)起來(lái)（3）挖掘賴

29、以進(jìn)行估算的隱含條件（4）合理處理數(shù)據(jù)：估算的目的是獲得對(duì)數(shù)量級(jí)的認(rèn)識(shí)，因此為避免繁雜的運(yùn)算，許多數(shù)常取一位有效數(shù)字，最后結(jié)果也可只取一位有效數(shù)字有些題甚至要求最后結(jié)果的數(shù)量級(jí)正確即可知識(shí)點(diǎn)5 常見(jiàn)微觀量的求解表達(dá)式阿伏加德羅常數(shù)是一個(gè)聯(lián)系宏觀量與微觀量的橋梁如作為宏觀量的摩爾質(zhì)量、摩爾體積、密度和作為微觀量的分子直徑、分子質(zhì)量、每個(gè)分子的體積等就可通過(guò)阿伏加德羅常數(shù)聯(lián)系起來(lái)1.一個(gè)分子的質(zhì)量：2.一個(gè)分子的體積：（只適用于固體、液體的估算，對(duì)氣體而言表示氣體平均占有的空間體積，與氣體分子本身的大小是有區(qū)別的）3.一摩爾物質(zhì)的體積：4.單位質(zhì)量所中含分子數(shù)：5.單位體積中所含分子數(shù)：6.分子間

30、的距離：（球體模型），（立方體模型）知識(shí)點(diǎn)6 布朗運(yùn)動(dòng)與擴(kuò)散現(xiàn)象1.布朗運(yùn)動(dòng)懸浮在液體(或氣體)中的小顆粒的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)（1）特點(diǎn)：永不停息、運(yùn)動(dòng)無(wú)規(guī)則，其激烈程度與顆粒大小和環(huán)境溫度有關(guān)顆粒越小、溫度越高，布朗運(yùn)動(dòng)越顯著（2）實(shí)質(zhì)：布朗運(yùn)動(dòng)不是分子的運(yùn)動(dòng)，而是懸浮在液體(或氣體)中顆粒的運(yùn)動(dòng)，是宏觀現(xiàn)象但布朗運(yùn)動(dòng)間接傳遞了液體(或氣體)分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的信息（3）產(chǎn)生原因：顆粒足夠小時(shí)，各個(gè)方向液體(或氣體)分子對(duì)顆粒撞擊的不平衡引起的2.擴(kuò)散現(xiàn)象（1）擴(kuò)散是指分子進(jìn)入對(duì)方分子空隙中，不是兩物質(zhì)的簡(jiǎn)單混合.它可以發(fā)生在固體、液體、氣體間（2）擴(kuò)散現(xiàn)象與溫度(是分子熱運(yùn)動(dòng)的表現(xiàn))有關(guān)，溫度越高，擴(kuò)散現(xiàn)