物理選修3435知識(shí)點(diǎn)歸納

1、選修3-4知識(shí)點(diǎn)歸納一、簡諧運(yùn)動(dòng)1機(jī)械振動(dòng)：機(jī)械振動(dòng)是指物體在平衡位置附近所做的往復(fù)運(yùn)動(dòng)2回復(fù)力：回復(fù)力是指振動(dòng)物體所受到的指向平衡位置的力，是由作用效果來命名的回復(fù)力的作用效果總是將物體拉回平衡位置，從而使物體圍繞平衡位置做周期性的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。回復(fù)力是由振動(dòng)物體所受力的合力（如彈簧振子）沿振動(dòng)方向的分力（如單擺）提供的，這就是回復(fù)力的來源。3平衡位置：平衡位置是指物體在振動(dòng)中所受的回復(fù)力為零的位置，此時(shí)振子未必一定處于平衡狀態(tài)比如單擺經(jīng)過平衡位置時(shí)，雖然回復(fù)力為零，但合外力并不為零，還有向心力4描述振動(dòng)的物理量：位移總是相對(duì)于平衡位置而言的，方向總是由平衡位置指向振子所在的位置總是背離平衡位置

2、向外；振幅是物體離開平衡位置的最大距離，它描述的是振動(dòng)的強(qiáng)弱，振幅是標(biāo)量；頻率是單位時(shí)間內(nèi)完成全振動(dòng)的次數(shù)；相位用來描述振子振動(dòng)的步調(diào)。如果振動(dòng)的振動(dòng)情況完全相反，則振動(dòng)步調(diào)相反，為反相位5簡諧運(yùn)動(dòng)：A、簡諧運(yùn)動(dòng)的回復(fù)力和位移的變化規(guī)律 ；B、單擺的周期 。由本身性質(zhì)決定的周期叫固有周期,與擺球的質(zhì)量、振幅（振動(dòng)的總能量）無關(guān)。6簡諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式和圖象：x=Asin(t+0) 簡諧運(yùn)動(dòng)的圖象描述的是一個(gè)質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動(dòng)時(shí)，在不同時(shí)刻的位移，因而振動(dòng)圖象反映了振子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律（注意：振動(dòng)圖象不是運(yùn)動(dòng)軌跡）。由振動(dòng)圖象還可以確定振子某時(shí)刻的振動(dòng)方向7簡諧運(yùn)動(dòng)的能量：不計(jì)摩擦和空氣阻力的振動(dòng)是理想化的振

3、動(dòng)，此時(shí)系統(tǒng)只有重力或彈力做功，機(jī)械能守恒。振動(dòng)的能量和振幅有關(guān)，振幅越大，振動(dòng)的能量越大。二、受迫振動(dòng)和共振：物體在驅(qū)動(dòng)力（周期性外力）作用下的振動(dòng)叫受迫振動(dòng)，做受迫振動(dòng)的其振動(dòng)頻率總等于驅(qū)動(dòng)力的頻率，與物體的固有頻率無關(guān)。當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率跟物體的固有頻率相等時(shí)，受迫振幅的振幅最大，這種現(xiàn)象叫共振。 驅(qū)動(dòng)力的頻率與振動(dòng)物體的固有頻率相差越大，受迫振動(dòng)的振幅就越小反之，越接近，受迫振動(dòng)的振幅越大（P18 圖 共振實(shí)驗(yàn)；P19 圖 共振曲線）三、機(jī)械波1波的特征量及其關(guān)系（1）波長：波動(dòng)過程中，對(duì)平衡位置的位移總相等的兩相鄰質(zhì)點(diǎn)的距離叫波長；（2）頻率：波的頻率由波源的振動(dòng)頻率決定，在任何介質(zhì)中，

4、頻率保持不變；（3）機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播的距離和所用時(shí)間的比值叫波速，波速由介質(zhì)本身的性質(zhì)所決定，在不同介質(zhì)中波速是不同的。（v =x/t ）2介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的特征：（1）每個(gè)質(zhì)點(diǎn)都在自己平衡位置附近作振動(dòng)，并不隨波遷移；（2）后振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)情況總是落后于相鄰的先振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)3波動(dòng)圖象（1）橫波的形成過程 P24 圖（2）規(guī)定用橫坐標(biāo)x表示在波的傳播方向上各個(gè)質(zhì)點(diǎn)的平衡位置，縱坐標(biāo)y表示某一時(shí)刻各個(gè)質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移，連結(jié)各質(zhì)點(diǎn)位移量末端得到的曲線叫做該時(shí)刻波的圖象（3）橫波圖象的作用：可知波動(dòng)中質(zhì)點(diǎn)的振幅和波長；若已知波的傳播方向，可知介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向，反之亦然；相鄰的波峰波谷

5、點(diǎn)間的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向相同；若知波速v，可求此時(shí)刻以后的波形圖，方法是把波形圖平移x=vt的距離。4、波長、波速和頻率（周期）的關(guān)系：v =x/t=f=/ T。四、波的反射和折射 波的干涉和衍射1、在波的反射中，反射角等于折射角；在波的折射中， sin1/sin2=v1/v2 。2、波繞過障礙物的現(xiàn)象叫做波的衍射，能夠發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象的條件是：障礙物或孔的尺寸比波長小，或者跟波長相差不多。（P37 波的衍射的示意圖）3、波的獨(dú)立傳播原理： 幾列波相遇時(shí)能夠保持各自的狀態(tài)而不互相干擾幾列波的重疊區(qū)域中的任何一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的位移都等于幾列波引起位移的矢量和 最能說明獨(dú)立傳播原理的是聲波；幾個(gè)人在一起同時(shí)講

6、話，雖然聲波在空間疊加，但人們?nèi)匀荒芊殖龈髯缘穆曇?、產(chǎn)生干涉的必要條件是：兩列波源的頻率必須相同，干涉區(qū)域內(nèi)某點(diǎn)是振動(dòng)最強(qiáng)點(diǎn)還是振動(dòng)最弱點(diǎn)的充要條件：（1）最強(qiáng)：該點(diǎn)到兩個(gè)波源的路程之差是波長的整數(shù)倍，即=n；（2）最弱：該點(diǎn)到兩個(gè)波源的路程之差是半波長的奇數(shù)倍= ；，即。根據(jù)以上分析，在穩(wěn)定的干涉區(qū)域內(nèi)，振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)始終加強(qiáng)；振動(dòng)減弱點(diǎn)始終減弱。（P40 波的干涉的示意圖）5、聲波是縱波，能在空氣、液體、固體中傳播可聞聲波的頻率大致在20HZ到20kHZ之間，聲波具有波的共性，可以發(fā)生反射、折射干涉和衍射等五、多普勒效應(yīng)：當(dāng)波源或者觀測者相對(duì)于介質(zhì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀測者會(huì)發(fā)現(xiàn)波的頻率發(fā)生了變化，這種

7、現(xiàn)象叫多普勒效應(yīng)。當(dāng)波源與觀察者相互靠近時(shí)，觀察者“感覺”到的頻率變大。 當(dāng)波源與觀察者相互遠(yuǎn)離時(shí)，觀察者“感覺”到的頻率變小。 現(xiàn)象：多普勒測速儀、“紅移”、“彩超”。六、電磁波 電磁波的傳播1、麥克斯韋理論（1888年赫茲用實(shí)驗(yàn)證明其理論是正確的）(1)變化的磁場能夠在周圍空間_，變化的電場能夠在周圍空間_。(2)均勻變化的磁場產(chǎn)生_的電場，均勻變化的電場產(chǎn)生_的磁場(3)振蕩的(即周期性變化的)磁場產(chǎn)生同頻率的振蕩電場，振蕩的電場產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場2、電磁場： 變化電場在周圍空間產(chǎn)生磁場，變化磁場在周圍空間產(chǎn)生電場，變化的電場和磁場成為一個(gè)完整的整體，這就是_3、電磁波 (1)定義：交

8、替產(chǎn)生的振蕩電場和振蕩磁場向周圍空間的傳播形成電磁波 (2)特點(diǎn)：電磁波是_波在電磁波中，每處的電場強(qiáng)度和磁感強(qiáng)度的方向總是_，且與電磁波的傳播方向_ ； 電磁波的傳播_需要介質(zhì)，波速取決于_，任何頻率的電磁波在真空中的傳播速度都等于_；電磁波的傳播速度等于_的乘積，即_。(3)電磁波與機(jī)械波的關(guān)系 機(jī)械波在介質(zhì)中的傳播速度僅由介質(zhì)決定，與機(jī)械波的頻率無關(guān)電磁波在介質(zhì)中的傳播速度不僅取決于介質(zhì)，還與電磁波的頻率有關(guān)，頻率_，傳播速度越小 電磁波本身是物質(zhì)，所以電磁波的傳播不像機(jī)械波需要?jiǎng)e的物質(zhì)作為介質(zhì)機(jī)械波_能在真空中傳播，而電磁波_真空中傳播七、電磁振蕩，電磁波的發(fā)射和接收1、無線電波的發(fā)射

9、(1)要向外發(fā)射無線電波，振蕩電路必須具有如下特點(diǎn)：第一，要有足夠高的頻率；第二，采用開放電路，使電場和磁場分散到盡可能大的空間(2)利用無線電波傳遞信號(hào)，要求發(fā)射的無線電波隨信號(hào)而改變使無線電波隨各種信號(hào)而改變叫_常用的調(diào)制方法有_和_兩種使高頻振蕩的振幅隨信號(hào)而改變叫_，經(jīng)過調(diào)幅以后發(fā)射出去的無線電波叫_使高頻振蕩的頻率隨信號(hào)而改變叫_，經(jīng)過調(diào)頻以后發(fā)射出去的無線電波叫_在無線電波的發(fā)送中必須有 2、無線電波的接收(1)當(dāng)接收電路的固有頻率跟接收到的無線電波的頻率_時(shí)，激起的振蕩電流最強(qiáng)，這就是_現(xiàn)象(2)使接收電路產(chǎn)生電諧振的過程叫做_能夠調(diào)諧的接收電路叫做調(diào)諧電路，收音機(jī)的調(diào)諧電路，是

10、通過調(diào)節(jié)_來改變電路的頻率而實(shí)現(xiàn)調(diào)諧的(3)從經(jīng)過調(diào)制的高頻振蕩中“檢”出調(diào)制信號(hào)的過程，叫做_檢波是調(diào)制的逆過程，也叫_(4)簡單收音機(jī)通常包括調(diào)諧、高頻放大、檢波、低頻放大四個(gè)主要部分八、電磁波譜及其應(yīng)用1、電磁波譜：各種電磁波中，除可見光以外，相鄰兩個(gè)波段間都有重疊。(1)光是一種電磁波，電磁波的速度和它的傳播速度相同，在傳播過程中可不需要介質(zhì)，都具有波動(dòng)的共性如干涉、_、_。它又是橫波(2)電磁波譜（P94 圖 太陽輻射）種類無線電波紅外線可見光紫外線倫琴射線射線頻率特性波動(dòng)性強(qiáng)能使人類產(chǎn)生視覺化學(xué)作用、熒光作用、殺傷作用穿透作用強(qiáng)用途通訊、廣播、導(dǎo)航等加熱、烘干、醫(yī)療、導(dǎo)向、紅外攝影

11、、遙測遙感照明、照相、加熱等感光技術(shù)、日光燈、黑光燈、殺菌消毒、醫(yī)療等工業(yè)探傷、醫(yī)學(xué)透視治療等工業(yè)探傷、醫(yī)用治療等2、應(yīng)用(1)電視：在電視發(fā)射端，攝取景物并將景物反射的_轉(zhuǎn)換為_的過程叫攝像，這個(gè)過程是由攝像管來完成的 在電視接收端，將_還原成像的過程，由電視接收機(jī)的顯像管來完成伴音信號(hào)經(jīng)檢波電路取出后，送到揚(yáng)聲器，揚(yáng)聲器便伴隨電視屏幕上的景像發(fā)出聲音來(2)雷達(dá)：雷達(dá)是利用無線電波（微波電磁波：直線性好、反射性強(qiáng)；聲吶：超聲波機(jī)械波）來測定物體位置的無線電設(shè)備當(dāng)雷達(dá)向目標(biāo)發(fā)射無線電波時(shí)，在指示器的熒光屏上呈現(xiàn)出一個(gè)尖形波；在收到反射回來無線電波時(shí).在熒光屏上呈現(xiàn)出二個(gè)尖形波根據(jù)兩個(gè)波的距離

12、，可直接從熒光屏上的刻度讀出障礙物的距離。九、光的全反射 光導(dǎo)纖維1、折射率光從真空射入某種介質(zhì)時(shí)，入射角的正弦與折射角的正弦之比，叫做這種介質(zhì)的折射率，折射率用n表示，即n=sini/sinr =c/v，因cv，所以任何介質(zhì)的折射率n都大于1.2、光的色散:白光通過三棱鏡后，出射光束變?yōu)榧t、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫七種色光的光束，這種現(xiàn)象叫做光的色散。（1）同一種介質(zhì)對(duì)紅光折射率最小，對(duì)紫光折射率最大；（2）在同一種介質(zhì)中，紅光的速度最大，紫光的速度最小；（3）由同一種介質(zhì)射向空氣時(shí)，紅光發(fā)生全反射的臨界角大，紫光發(fā)生全反射的臨界角小。3、全反射：當(dāng)光線從光密介質(zhì)射到光疏介質(zhì)的界面上時(shí)，若入射

13、角大于臨界角，則折射光線消失，只產(chǎn)生反射的現(xiàn)象叫全反射產(chǎn)生全反射的條件是：a、光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)；b、入射角大于或等于臨界角（）；兩條件必須同時(shí)存在，才發(fā)生全反射。4、光導(dǎo)纖維：內(nèi)層為光密介質(zhì)，外層為光疏介質(zhì)。5、全反射棱鏡橫截面是等腰直角三角形的棱鏡叫全反射棱鏡。選擇適當(dāng)?shù)娜肷潼c(diǎn)，可以使入射光線經(jīng)過全反射棱鏡的作用在射出后偏轉(zhuǎn)90o（右圖1）或180o（右圖2）。 （玻璃到空氣；i=45 o C=42o）6、玻璃磚所謂玻璃磚一般指橫截面為矩形的棱柱。當(dāng)光線從上表面入射，從下表面射出時(shí)，其特點(diǎn)是：射出光線和入射光線平行；各種色光在第一次入射后就發(fā)生色散；射出光線的側(cè)移和折射率、入射角、玻

14、璃磚的厚度有關(guān)；可利用玻璃磚測定玻璃的折射率。十、光的干涉、衍射、和偏振1、光的干涉（1）現(xiàn)象：符合一定條件的相干光在相遇的區(qū)域出現(xiàn)了穩(wěn)定的相間的加強(qiáng)區(qū)域和減弱區(qū)域（2）光發(fā)生干涉的條件：_。（3）雙縫干涉：(1801年，英國的托馬斯楊) 推導(dǎo)：如圖所示，若S1、S2光振動(dòng)情況完全相同，則符合_時(shí)，出現(xiàn)亮條紋(n=0，1，2，3) 符合_時(shí)，出現(xiàn)暗條紋(n=0，l，2，3，) 相鄰亮條紋（或相鄰暗條紋）之間的間距（相鄰亮條紋中央間距，相鄰暗條紋中央間距)為_。圖象特點(diǎn)：中央為_，兩邊_間距對(duì)稱分布明暗相間條紋 紅光：明、暗條紋寬度最寬，紫光明、暗條紋寬度最窄白光干涉圖象中央明條紋的最外側(cè)為紅色

15、相鄰亮紋（暗紋）間的距離 。用此公式可以測定單色光的波長。用白光作雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，由于白光內(nèi)各種色光的波長不同，干涉條紋間距不同，所以屏的中央是白色亮紋，兩邊出現(xiàn)彩色條紋。（4）薄膜干涉：相干光源的由來：利用薄膜(如肥皂液膜、空氣膜)_的反射光束相遇而形成干涉現(xiàn)象圖象特點(diǎn)：同一條亮(或暗)條紋上所對(duì)應(yīng)薄膜厚度_ 單色光在肥皂膜上(上薄下厚)形成水平狀明暗相間條紋(白光入射形成彩色條紋) 應(yīng)用：_、_。2、光的衍射（1）現(xiàn)象：光偏離直線傳播繞過障礙物進(jìn)入陰影區(qū)域里的現(xiàn)象各種不同形狀的障礙物都能使光發(fā)生衍射。（2）產(chǎn)生條件：_由于可見光波波長較小，所以光的衍射需在特定的條件下才能被明顯觀察到；當(dāng)障

16、礙物或孔的尺寸小于0.5mm時(shí)，有明顯衍射現(xiàn)象在發(fā)生明顯衍射的條件下，當(dāng)窄縫變窄時(shí)，亮斑的范圍變大，條紋間距離變大，而亮度變暗。（3）單縫衍射：圖象特點(diǎn)：中央條紋為_，兩側(cè)為_間隔的明暗相間的條紋(白光入射為彩色條紋)應(yīng)用：用衍射光柵測定光波波長（4）例子：1818年法國物理學(xué)家菲涅耳提出光的波動(dòng)理論；數(shù)學(xué)家泊松推算出在圓板陰影的中心應(yīng)有一個(gè)亮斑（即著名的泊松亮斑），后被實(shí)驗(yàn)證實(shí)，即說明泊松亮斑是由光的衍射形成。）3、光的偏振（1）光是橫波，是電磁波，場強(qiáng)E和磁感強(qiáng)度B的振動(dòng)方向均與波傳播的方向垂直所以光有偏振現(xiàn)象（2）自然光：在光波傳播方向垂直的平面內(nèi)光振動(dòng)(指E的振動(dòng))沿各個(gè)方向振動(dòng)強(qiáng)度都

17、_ 的光如由太陽、電燈等普通光源發(fā)出的光（3）偏振光：在光波傳播方向的垂直平面內(nèi)，只有沿著 振動(dòng)的光如自然光經(jīng)一偏振片作用后的光，再如自然光射到兩介質(zhì)分界面時(shí)同時(shí)發(fā)生反射和折射(反射角和折射角和為900時(shí))，反射光線和折射光線是光振動(dòng)方向互相垂直的偏振光（4）應(yīng)用：利用偏振濾光片攝影、觀看立體電影等十一、激光的特性和應(yīng)用1、由來：是一種人工產(chǎn)生的_2、特點(diǎn)：_；_；_。3、廣泛應(yīng)用：產(chǎn)生明顯的干涉圖象(頻率單一相干性好)；利用激光通過光導(dǎo)纖維實(shí)現(xiàn)通訊、全息照相 (利用相于性好進(jìn)行“調(diào)制”)；激光雷達(dá)測距測速(平行度好，結(jié)合多普勒效應(yīng))；VCD、CD唱機(jī)，電腦光驅(qū)(平行度好)；醫(yī)學(xué)上“激光刀”(

18、光強(qiáng)度大)；受控核聚變(光強(qiáng)大、能量集中)十二、狹義相對(duì)論的基本假設(shè)1、狹義相對(duì)性原理：一切慣性系中，所有的物理規(guī)律都是相同的。（伽利略相對(duì)性原理不能解釋光速問題）2、光速不變?cè)恚涸谒袘T性系中，真空中的光速具有相同的量值c。（麥克耳孫莫雷實(shí)驗(yàn)）十三、狹義相對(duì)論的幾個(gè)重要結(jié)論 1、同時(shí)的相對(duì)性：兩個(gè)時(shí)間是否同時(shí)因參考系的不同而不同。2、時(shí)空的相對(duì)性：（經(jīng)典物理學(xué)認(rèn)為空間和時(shí)間是脫離物質(zhì)而存在，是絕對(duì)的，空間與時(shí)間之間也是沒有聯(lián)系的；相對(duì)論認(rèn)為空間和時(shí)間與物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)，時(shí)空的相對(duì)性的最早證據(jù)更宇宙先的觀測有關(guān)）（1）長度的相對(duì)性：物體相對(duì)觀測者運(yùn)動(dòng)時(shí)，在運(yùn)動(dòng)方向上，觀測者認(rèn)為它們的長度要

19、縮短，也稱為“長度收縮”或“尺縮效應(yīng)”； （P102 最后一段）（在垂直于運(yùn)動(dòng)方向上，桿的長度沒有變化）（2）時(shí)間間隔的相對(duì)性：兩個(gè)事件之間的時(shí)間間隔在不同的參考系內(nèi)觀測是不同的。這種效應(yīng)也稱為“時(shí)間膨脹”或“鐘慢效應(yīng)”。 （P103 最后一段） 3、相對(duì)質(zhì)量：物體的質(zhì)量會(huì)隨著速度的增大而增大。4、質(zhì)能方程：E = mc2 即一定的質(zhì)量總是與一定的能量對(duì)應(yīng)著。但 “質(zhì)量不是能量、質(zhì)量不可以轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰俊?。選修3-5知識(shí)點(diǎn)歸納一、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、

20、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

21、為v0，B靜止，則碰后速度，vB=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)最小能量值的整數(shù)倍，這個(gè)不可再分的能量值叫做能量子=

22、h。h為普朗克常數(shù)（6.6310-34J.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：存在飽和電流

23、，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；存在遏止電壓： ；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)；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：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)；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；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10-9s；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

24、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，頻率為的光的能量子為h。這些能量子被成為光子。3、光電效應(yīng)方程：EK = h- WO （掌握Ek/Uc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

25、叫康普頓效應(yīng)。3、光子的動(dòng)量： p=h/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=h，光子的動(dòng)量p=h/表示式也可以看出，光的波動(dòng)性和粒子性

26、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和波長。由以上兩式和波速公式c=還可以得出：E = p c。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=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

27、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)家盧瑟福做了粒子轟擊金箔的實(shí)驗(yàn)，即粒子散射實(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)粒子穿過金箔后仍沿原來的方向前進(jìn)，少數(shù)粒子卻發(fā)生了較大的偏轉(zhuǎn)，并且有極少數(shù)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，可很好地解釋粒子散

28、射實(shí)驗(yàn)結(jié)果，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10-15m）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

29、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）

30、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 = En - Em，（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 =n2 r1 , En = E1/n2 (n=1,2,3)r1 =0.5310-10 m , 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)處的電勢能為零，電子從離核無限遠(yuǎn)處移到任一軌道上，都是電場力做正功，電勢能減少，所

31、以在任一軌道上，電子的電勢能都是負(fù)值，而且離核越近，電勢能越小。）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

32、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

33、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）用磁場來研究放射線的性質(zhì)（圖見3-5第74頁）：射線帶正電，偏轉(zhuǎn)較小，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)；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；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。）。射線是伴隨射線或射線產(chǎn)生的，沒有單獨(dú)的衰變（衰變：原子核處于較高能級(jí)，輻射光子后躍遷到低能級(jí)。）。衰變舉例 ；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。