選修3波粒二象性、原子結(jié)構(gòu)、原子核知識小結(jié)

--第7章《粒象》識結(jié)考、朗能子說黑和體輻引言:歷史背景——9世末，人們認(rèn)經(jīng)典物理學(xué)已形成完整體只剩下修補(bǔ)、完善工作。但仍存在光速問題和黑體輻射問題。(前引發(fā)了相論后者引發(fā)了量力）另：光的干、射驗(yàn)已證實(shí)光是一種波光的振驗(yàn)已證實(shí)光是橫波,由物理學(xué)麥克韋言、由赫茲驗(yàn)證實(shí)光是電磁波。、體黑輻①輻：切物體都在輻射磁,種輻射與物體溫關(guān)還材料種和表狀關(guān)，這現(xiàn)象叫熱輻;規(guī)律:溫度升高時熱射中較波長成分越來越強(qiáng)。除熱輻射外，物體的表面還吸收反射磁波。②體黑輻:黑是指能夠完吸入射各種波長的電磁波而不生射的物體;黑體輻射的特點(diǎn)：輻射的電磁波強(qiáng)波長分布只與黑體溫度關(guān)。③體射實(shí)規(guī)：、溫度升高時，各種波長的電磁波的輻射強(qiáng)度增加ｂ、當(dāng)溫度升高時，輻射強(qiáng)度的最大值向波較短即較大的方向移動。④典論釋困：在經(jīng)理論解釋中有兩個人的研究較出色,都存在缺陷。維恩公式：在短區(qū)實(shí)驗(yàn)非常接近，而長波與實(shí)驗(yàn)偏離很大;利公式：在長區(qū)實(shí)驗(yàn)基本一致，短區(qū)與驗(yàn)嚴(yán)重不符，不但不符，而且當(dāng)波長趨于0即頻率很大）輻射強(qiáng)度趨于無窮大——史稱紫外難、量（朗)①容：振動著的帶電微粒的能量只能是某一最小能量值的整數(shù),其輻射或吸收的能量也只能以這個最能值單一一地射或吸收個可再分的最小能量值能量。★★１900年朗能子設(shè)重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)微粒的能量是不連續(xù)的，即電磁波在吸收和輻射時是一一的但有指明電磁的傳播是不連續(xù)的，另外真正說明物質(zhì)世界量子性質(zhì)的科學(xué)家愛斯能量子公式ε(式中ｈ普克量

是電磁波的頻振動著的帶電微粒的能量E＝ｈ（n叫量子數(shù)，為自然)在宏觀世界中，通常認(rèn)為能量是連的而微觀世界中能量分的②量子理論對黑體輻射實(shí)驗(yàn)規(guī)律的解釋實(shí)驗(yàn)符合很好?？?、電效（普效)１光效—說光具有粒子，茲發(fā)現(xiàn)光效應(yīng),愛因斯坦釋光電效。①驗(yàn)及現(xiàn)象：用弧光照射來不帶電的鋅板，發(fā)現(xiàn)驗(yàn)電器指針偏轉(zhuǎn)經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)電器帶正說明鋅板帶正電。其原因:板在紫外線照射下放出了電也光子這種現(xiàn)象叫光效?！铩铿F(xiàn)行教材將實(shí)驗(yàn)過程改為:“用紫線照射原來帶負(fù)鋅板,發(fā)現(xiàn)驗(yàn)電器指針先閉再開樣做的是為了強(qiáng)電子從板面出②電應(yīng)實(shí)規(guī)：、驗(yàn)置—見課本１圖17.２－2圖中陰板為易產(chǎn)生光電效應(yīng)的材料，若圖中A極勢,它將使光電加,應(yīng)電--

eＫm0m0KeＫm0m0K壓稱之為正向電；若中Ａ極電勢低，則它將使光電子速，與使光電子恰好末到達(dá)Ａ極相對應(yīng)的電壓稱之為遏制壓，此電壓可用于計算光電子的最初能算式為m

/2=eUｃ論哪一種情形，判斷光電子是否到達(dá)A極是電流。ｂ光效的驗(yàn)律＝逸出功W=ｈ最大初動能０Km

=mV

2

①每種金屬都有對應(yīng)和，射的頻率大于屬極限頻率才能發(fā)生光電效應(yīng)。②光電子的最大初動與入光強(qiáng)無光隨入射光頻率的增大而增大。③入射光頻率一定時,電流度入光度正。入射光頻率、光強(qiáng)一定的情況下,當(dāng)正向電壓增加定程度光電流的值將保持不此電流稱為飽電流④光子的發(fā)射時間一般不超過-秒與頻率和光強(qiáng)度無關(guān)。③典論釋電應(yīng)律困經(jīng)電磁理論只能解釋上述光電效應(yīng)規(guī)律中部分律關(guān)鍵題是經(jīng)典電磁理論中電磁波的強(qiáng)度（單位時內(nèi)的能量）由幅定,而與頻無關(guān)（錯誤的)。④因坦光效方受普郎克能量子理論的影,愛斯坦提出了光子說，其內(nèi)容是:電磁波的傳播不是不續(xù)的而是一份份，光身就是由一個個不可分割的量子成，每一份稱之光子其能量的計算式=斯坦的光電效應(yīng)方程:E=hｎ-W；中求截止頻率的方法是/h。００光子說對光電效應(yīng)規(guī)律的解釋：一個電子從果”上只能接收一個光子;在入射光頻率一定時,入射光增強(qiáng)，意味著單位面積、單時間內(nèi)的光子數(shù)增多。請懂本P34例題２康頓應(yīng):明光具粒性①驗(yàn)與現(xiàn)象Ｘ線（由原子內(nèi)層電子受激發(fā)產(chǎn)生）穿過石墨晶體時，除了與入射波長相等的成分外，還大于波長的成分的現(xiàn)象康頓應(yīng)②究表明：光子除了具有能量外，還應(yīng)具動。這進(jìn)步說明了光的子。③子的動量表達(dá)式p＝/λ考９、光波二象物質(zhì)概率波)（３～42)、的粒象性光的干、射偏振驗(yàn)證實(shí)光具有波動性光效、普效應(yīng)實(shí)光具有粒子性。從光子的能量公光子的動量公式＝h/λ可以看出光的粒子說并未否定光的波動說。描述粒子性的物理量p描述波的物理量是、λ起橋梁作用的量是。對光的本性的認(rèn)目前公認(rèn)的說法是：光有波二性（物)粒子的動背景:法國的德布羅意考慮普朗克能量和因斯坦光理的成功大膽提出實(shí)物粒子也具有波粒二象性。①布羅意提出實(shí)物粒子也具有波性理解是一運(yùn)的粒子都與一個對應(yīng)的波聯(lián)系。遵從能量公式ε光子的動量公式p=ｈλ。這種與實(shí)物粒子相聯(lián)系的波德布羅意波,物質(zhì)波②質(zhì)波的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證:將電束通過鋁箔，觀察到了衍射圖這是物質(zhì)波存在的有力--

－５１－５１證據(jù)。實(shí)物粒子波動性難以觀察因?yàn)椴家獾拈L小、率①經(jīng)典的粒子與經(jīng)典的波:在經(jīng)典理論中的粒：任意時刻的確定的置速度、以及時空中的確的道是特征；在經(jīng)典理論中的波：傳播是彌散的，率波長其特征即具有時空周期性。②波粒二象性的理解：粒子在空間某處出現(xiàn)概率足動點(diǎn)故稱概率波③大光表出波動強(qiáng)量子現(xiàn)出粒子強(qiáng)頻高光子表現(xiàn)出的子強(qiáng)頻低光子表現(xiàn)出的動強(qiáng)。④不定關(guān)

h4

其中表粒子位置的不確定性，示粒子在x方向上的動量的不確定性,普朗克恒量。第18《子構(gòu)知小考、子式構(gòu)型P47~5３１陰射——１８9年英國物理學(xué)家湯姆孫，對陰極射線進(jìn)行了一系列的研究，測出了該射線的比荷及電性，從而發(fā)現(xiàn)了電子。２湯孫現(xiàn)子研過——請看課本P4８圖181-2及思考與討論”、子荷精測是密立通過名的“油滴驗(yàn)”做出的。并由此得出重要結(jié)論:電荷是量化,何帶電體的電都于電的整倍、姆原模設(shè)——“棗模型”、瑟的粒散實(shí)①絕大多子穿過金箔后，仍沿原來方向運(yùn)不發(fā)生偏轉(zhuǎn)。②有數(shù)子發(fā)生較大角度的偏轉(zhuǎn)③有少

粒子的偏轉(zhuǎn)角超過了9度有幾乎達(dá)到１8度，即被反向彈回。原子核所帶正電荷數(shù)質(zhì)子相；原子核的半徑量級為11α子射驗(yàn)得)而原子半徑大小的數(shù)量級１０-ｍ

（該數(shù)量級可由考9、原子譜P54~5６)考點(diǎn)、子能(Ｐ７）、譜義光按波或率份強(qiáng)度分布記、類:譜分為發(fā)光和吸收譜發(fā)射光譜又分為續(xù)譜線狀。a.熾熱的體液和壓體發(fā)射光譜是連續(xù),光譜特點(diǎn)是連在一起的光帶。稀薄體金蒸的發(fā)射光譜是線狀其光譜特點(diǎn)是不連續(xù)的亮線的;不同元素的線狀譜是不同的,此線狀譜是這種元素的特征譜線，可以通過光譜分析鑒別物質(zhì)。連譜通過溫度低的氣體后產(chǎn)生的吸收光其譜特點(diǎn)是連續(xù)譜背景上的若干暗線；因此吸收光譜也是這種元素的特征譜,可以通過光譜分析鑒別物質(zhì)。原特譜不同子發(fā)射光譜是不同的線狀光譜與原子是一一對應(yīng)的，它能反映原子的特征故狀光譜也稱之為特征線可用于鑒別物質(zhì)和確定物質(zhì)的組成，這種方法稱為光分,靈敏度可達(dá)g。、原光（狀譜的驗(yàn)規(guī)--

n11--n11①實(shí)利用氣體放電管放電使稀薄氫氣發(fā)光本圖1８.3-4、１．－５)實(shí)驗(yàn)規(guī)（巴耳公式——由可見光范圍內(nèi)觀測到的氫光譜總結(jié)而得）1

＝Ｒ

11－）n３、4、、6、…里伯量R=1.m2n2這個公式表明,該光譜的波長分具分立特點(diǎn)。、典論釋氫譜到困（５①、原子穩(wěn)性題——加速運(yùn)動按經(jīng)典電磁理論它將發(fā)出磁波(光譜,則動的電子的能量將減少則電子最終會在庫侖力的作用下落到核上——即原子是不穩(wěn)定的事實(shí),核存穩(wěn)的子。②、線狀光問—出的電磁波(光譜）頻率與核外電子運(yùn)頻率相同，由于核外電子能量的不斷減少，其軌道半徑在連續(xù)不斷減,其運(yùn)動的頻率也在不斷連續(xù)變化故子光譜只能是連續(xù)光譜事實(shí)存線光。、爾原模型P57）①發(fā)：針上述經(jīng)典理論的兩個困難，引入量子理論,對核電子運(yùn)動情況做出的假設(shè),在對氫原子光譜的解釋中其正確性得到驗(yàn)證。②爾原模假（注：課本概括為兩方)軌道假:電子繞核運(yùn)動的軌道是不續(xù)即軌道是量子化的軌道上電子雖作加速運(yùn)動,不輻射電磁波。氫原子的軌道公式R＝RR＝0．3×10ｍｎ１b定態(tài)設(shè)原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài),這些狀態(tài)中原子是穩(wěn)定的。氫原子的能級公式：E=Ｅ2

E=－13．其中為子。ｃ遷設(shè)子由低能級向高能級躍遷時要吸收一定頻率的光子子高能級向低能級躍遷時要輻射一定頻率的光子，光子的能量均由E-=ｈ嚴(yán)格決定；ｎ★★理解吸收多少能量可發(fā)生電離。玻爾模只能釋原子,不能解釋其他原子★★若用實(shí)物粒子與原子碰撞,只要粒子的能量大等核外兩軌道的能級差即可。③氫子譜解在可見范內(nèi)所觀察到氫原子光譜際是電子由3、5……等高能級狀態(tài)躍到2軌的級狀態(tài)發(fā)出。見上面巴爾末公式。④爾型局性雖引入了量子理,過多保留了經(jīng)典理論第章原核知小考99原核組（６5～69)原核組：然放現(xiàn)象說明原子核有復(fù)雜結(jié)是由法國物理學(xué)貝克勒首先現(xiàn)的，后來居里夫婦又先后發(fā)現(xiàn)了放射性元釙鐳--

m以內(nèi)m以內(nèi)過1.5×10

考１00、子的變半期P7０~73)放性素衰與子的工變核應(yīng)、核應(yīng)律電荷數(shù)質(zhì)數(shù)恒衰變：質(zhì)量數(shù)減少，電荷數(shù)減少2衰變:量數(shù)不變，電荷數(shù)增加1。(即1個子化為個子同時放電）射線是伴隨放出來的高頻光子流，不能同時發(fā)生。２半期放射性元素的原子核的半數(shù)發(fā)生衰變所需要的時,稱該元素的半衰期。半衰與理化環(huán)無?？?1放性的用防射同素P76~79)、放射性同位素:.工放射性同位素多天然的只有40多。?ｂ.正電子的發(fā)現(xiàn)（年約里·居里和麗居里

粒子轟擊鋁與天然的放射性物質(zhì)相比，人造放射性同位優(yōu):①放射強(qiáng)度容易控制。②以制成各種需要的形狀。③半衰期更短。④放射性廢料容易處理放性同位素的應(yīng)用①由于射貫穿本領(lǐng)強(qiáng)，可用來γ射檢查屬部沒有砂眼或裂紋②利用射線的穿透本領(lǐng)與物質(zhì)厚度密度的關(guān)系來檢查各種產(chǎn)品的厚度和密封容器中液體的高度等,而實(shí)自動控③利用射線使空氣電離而把空氣變成導(dǎo)電氣,以消化、織上靜④利用射線照射植物，引起植物變異而培育良種，也可以利用殺、?、葑魇驹河诠I(yè)、農(nóng)業(yè)及生物研究.考２核與合質(zhì)量損～8２考點(diǎn)103、核應(yīng)程、力:①核力是短程力作用范圍在1.５×１0

－１５-15

m核力急劇下降幾乎消失。另：在１0

到1.５×１0ｍ圍內(nèi)核力表現(xiàn)為引力而在0.8×1內(nèi)表現(xiàn)為斥，此核子不能融合在一起。②核力具有飽和:個核只跟相的子之間有相互作。③核力與核子帶不帶電、帶電的電性沒有關(guān)系。④隨著原子序數(shù)在增大，核內(nèi)中子將于子。成

份

速度

帶電情況

來源于何處

粒子本質(zhì)

性電離作用

貫穿能力

質(zhì)

射線光1／10接近光速射線

正電負(fù)電

均來自原子核

氦核組成的粒子流很高速電子流

較強(qiáng)

強(qiáng)

很弱,一紙能擋住較強(qiáng)，可穿透幾毫米厚的鋁板

射線

光速

不帶電

高頻光子

很

弱

很強(qiáng),可透幾厘米厚的鉛板⑤結(jié)合能組成原子核的核子越，它結(jié)合越。--

-1892－1５-1892－1５)、中子比合越(結(jié)能與核子數(shù)之比,也叫平均結(jié)合能)，子核中核子結(jié)合得越牢固子核越穩(wěn)定。中等大小的核的比合最大最穩(wěn)定,此重核裂變、輕核聚變時核子將發(fā)生質(zhì)量虧損,釋放結(jié)合能。⑥自然界的四種基本相互作用是:引力相互作用、電磁相互作用、強(qiáng)相互作用、弱相互作用弱相作是引起衰變的原，其作用范圍10m以內(nèi)）、量損核聚變與核裂變都會放出能量，質(zhì)量都會減,電站與原子彈為核裂變，氫彈與太陽內(nèi)部為核聚變、因坦能方：

2

１的質(zhì)變化當(dāng)931.5MeV的量ｕ:１原子量位▲▲看理、算修3-5P８1例,Ｐ習(xí)題4,P２圖1３考４、核變核變P１、重裂(核變:重核在粒子(中子作用下分裂成兩個(或幾個）中質(zhì)的核反應(yīng)叫重核裂變發(fā)連續(xù)裂叫鏈?zhǔn)綉?yīng)其件是其體積超過臨體，同要中進(jìn)裂物。在核電站的核反應(yīng)堆,核并不用純的235

打用的中子是熱中，叫中,但核反應(yīng)產(chǎn)生的中子大都為“快中子速常石墨重和通水輕)等作慢化劑，為控制核反應(yīng)速度常鎘棒收中子，棒插入越深,裂變反應(yīng)速越。、輕核變核聚變):個輕核結(jié)合成質(zhì)量較的核的核反應(yīng)叫輕核變發(fā)生輕核聚變的條件要使輕核接近到10以通常采用方法把它加到高的度幾萬攝氏度的高，也稱輕核聚變?yōu)闊岱?。和核裂變相比，輕核聚變的優(yōu)點(diǎn)有：①產(chǎn)能率：平均每個核子放出的能量多(核裂平均每個核子放出1ｅ的量核聚變均每個核子放出3v的量)；②聚變?nèi)剂县S;③聚變更安、潔▲▲▲記些子符及些驗(yàn)實(shí)核應(yīng)程、粒(

)、質(zhì)（

11

電子（

、氘（

2H氚核（11

）、①盧瑟用粒轟擊氦發(fā)現(xiàn)子:

He17

H②貝克勒耳發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象α衰

92

Th90

42

β衰變

234Th9