物理選修知識點歸納

物理選修3-5學問點總結一、量子理論的建立黑體和黑體輻射、1假設某種物體能夠完全吸取入射的各種波長電磁波而不發(fā)生反射，這種物體就是確定黑體，簡稱黑體。黑體輻射的規(guī)律為：溫度越高各種波長的輻射強度都增加輻射強度的極大值向波長較短的方向移動。〔普朗克的能量子理論很好的解釋了這一現象〕量子理論的建立1900年德國物理學家普朗克提出振動著的帶電微粒的能量只能是某個最小能量值ε的數倍，這個不行再分的能量值ε叫做能量子 ε=hν h為普朗克常數〔6.63×10-34J.S〕1、光電效應〔說明光子具有能量〕光的電磁說使光的波動理論進展到相當完善的地步，但是它并不能解釋光電效應的現象。在光〔包括不行見光〕的照耀下從物體放射出電子的現象叫做光電效應，放射出來的電子叫光電子。光電效應的爭論結果：①存在飽和電流，這說明入射光越強，單位時間內放射的光電子數越多；②存在遏止電壓：當所加電壓U為0時，電流I并不為0。只有施加反向電壓，也就是陰極接電源正極陽極接電源負極，在光電管兩級形成0。使光電流減小到0的反向電壓Uc稱為遏止電壓Ek

=eU

。遏止電壓的c存在意味著光電子具有肯定的初速度；③截止頻率：光電子的能量與入射光的頻率有關，而與入射光的強弱無關，當入射光的頻率高于截止頻率時才能發(fā)生光電效應v=wc 放射幾乎是瞬時的，一般不超過10-s。

/h；④光電效應具有瞬時性：光電子的規(guī)律：①任何一種金屬，都有一個極限頻率，．，才能產生光電效應；低而；③入射光照到金屬上時，，一般不超過10-9s；④當入射光的頻率大于極限頻率時，光電流的強度與入射光的強度成正比。推斷和描述時應理清三個關系：①光電效應的實質(單個光子與單個電子間相互作用產生的)．②光電子的最大初動能的來源(金屬外表的自由電子吸取光子后抑制逸出功逸出后具有的動能)．③入射光強度與光電流的關系(當入射光的頻率大于極限頻率時間電流的強度與入射光的強度成正比)．定量分析時應抓住三個關系式：①愛因斯坦光電效應方程：Ek

＝hν－W.0②最大初動能與遏止電壓的關系：Ek

＝eU.c③逸出功與極限頻率的關系：W0＝hν02、光本身就是由一個個不行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。3EK

=h-WO截止 O k h =W〔E是光電子的．；W是逸出功，即從截止 O k 的功?！橙?、康普頓效應〔說明光子具有動量〕1、1918-1922年康普頓〔美〕在爭論石墨對X射線的散射時覺察：光子在介質中和物質微粒相互作用，可以使光的傳播方向發(fā)生轉變，這種現象叫。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。3p=h/λ又用無可辯駁的事實說明光是一種粒子，由于光既有波動性，又有粒子性，只能認為光具有波粒二象性。但不行把光當成宏觀觀念中的波，也不行把光當成宏觀觀念中的粒子。少量的光子表現出粒子性，大量光子運動表現為波動性；光在傳播時顯示波動性，與物質發(fā)生作用時，往往顯示粒子性；頻率小波長大的波動性顯著，頻率大波長小的粒子性顯著。2、光子的能量E=hν，光子的動量p=h/λ表示式也可以看出，光的波動性和粒子性并不沖突：表示粒子性的粒子能量和動量的計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：Epc。3、物質波：1924年德布羅意〔法〕提出，實物粒子和光子一樣具有波動性，任何一個著的物體都有一種與之對應的波，波長λ=h/p這種波叫物質波，也叫德布羅意波?！搽娮拥难苌鋱D樣；電子顯微鏡的區(qū)分率為何遠遠高于光學顯微鏡〕、概率波〔了解〕從光子的概念上看，光波是一種概率波。〔了解△x△p=h/4π，xp表示粒子在x確定量。五、原子核式模型機構1897年，提出原子的棗糕模型，揭開了爭論原子構造的序幕〔原子可再分〕。〔誰覺察了陰極射線是湯姆孫嗎〕2、1909年起英國物理學家盧瑟福做了α粒子轟擊金箔的試驗，即α粒子散射試驗，得到出乎意料的結果：絕大多數α粒子穿過金箔后仍沿原來的方向前進，少數α粒子卻發(fā)生了較大的偏轉，并且有極少數α粒子偏轉角超過了90°，有的甚至被彈回，偏轉角幾乎到達180°?！睵圖〕533、盧瑟福在1911年提出原子的核式構造學說：在原子的中心有一個很小的核，叫做原子核，原子的全部正電荷和幾乎全部質量都集中在原子核里，帶負電的電子在核外空間里圍著核旋轉。依據這個學說，可很好地解釋α粒子散射試驗結果，α粒子散射試驗的數據還可以估量原子核的大小〔數量級為1-15m〕和原子核的正電荷數。 原子序數=核電荷數=質子數=核外電子數六、氫原子的光譜1、光譜的種類：〔1〕放射光譜：物質發(fā)光直接產生的光譜。炎熱的固體、液體及高溫高壓氣體發(fā)光產生連續(xù)光譜；淡薄氣體發(fā)光產生線狀譜，不同元素的線狀譜線不同，又稱特征譜線。吸取光譜：連續(xù)譜線中某些頻率的光被淡薄氣體吸取后產生的光譜，元素能放射出何種頻率的光，就相應能吸取何種頻率的光，因此吸取光譜也可作元素的特征譜線。2、氫原子的光譜是線狀的〔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〔線狀譜或吸取光譜〕鑒別物質的分析方法。七、原子的能級1、盧瑟福的原子核式構造學說跟經典的電磁理論發(fā)生沖突〔沖突為：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〕在其根底上，把普朗克的量子理論運用到原子系統(tǒng)上，提出玻爾理論。2、玻爾理論的假設：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，電子雖然繞核運動，但并不向外輻射能量，這些狀態(tài)叫做定態(tài)。氫原子的各個定態(tài)的能量值，叫做它的能級。原子處于最低能級時電些定態(tài)叫做激發(fā)態(tài)。原子從一種定態(tài)〔設能量為E〕躍遷到另一種定態(tài)〔設能量為En

〕時，它輻射〔或吸取〕肯定頻率的光子，光子的能量由這兩種定態(tài)的能量差打算，即h =En

?E〔3-558〕m原子的不同能量狀態(tài)跟電子沿不同的圓形軌道繞核運動相對應。原子的定態(tài)是的可能軌道的分布也是的。

=n2r,E=E/n2(n=1,2,3??)r=0.53?1-10m,

-13.6eV〔即n 1 n 1 1 1離核最近的〕可能軌道的半徑和電子在這條軌道上運動時的能量。4、從高能級向低能級躍遷時放出光子；從低能級向高能級躍遷時可能是吸取光子，也可能是由于碰撞〔碰撞時實物粒子的動能可全部或局部地被電子吸取〕；原子從低能級向高能級躍遷時只能吸取肯定頻率的光子；而從某一能級到被電離可以吸取能量大于或等于電離能的任何頻率的光子?！补怆娦?、一群氫原子處于量子數為n的能級時〔n>1〕，可能輻射出的光譜線條數為N= n(n-1)/2 。6、玻爾模型的成功之處在于它引入了量子概念〔提出了能級和躍遷的概念，能解釋氣體導電時發(fā)光的機理、氫原子的線狀譜〕，局限之處在于它過多地保存了經典理論〔經典粒子、軌道等〕，無法解釋簡單原子的光譜。7、現代量子理論認為電子的軌道只能用電子云來描述。8、可見光hv1.61eV→3.10eV，氫原子能級3242八、原子核的組成1、自然放射現象〔1〕自然放射現象能夠說明．〔2〕1896瑪麗·居里和皮埃爾·居里經過爭論覺察了元素釙和鐳。 三種射線在磁場，電場中的運動軌跡〔3〕三種射線的性質①α射線帶正電，α粒子就是高速〔0.1C〕的氦原子核，貫穿本領很小，電離作用很強；②β射線帶負電，是高速〔0.99C〕電子流，貫穿本領很強〔幾毫米的鋁板〕，電離作用較弱；③γ射線中電中性的，是波長極短的電磁波，貫穿本領最強〔幾厘米的鉛板〕，電離作用很小。2、原子核的衰變、半衰期原子核由于放出某種粒子而轉變?yōu)楹说淖兓凶鲈雍说乃ァ擦粢猓嘿|量并不守恒。〕。γ射線是射線或β射線產生的，沒有單獨的γ衰變〔γ衰變：處于〕。α衰變：核內2個中子和2個質子能格外嚴密地結合在一起，在肯定條件下它們會作為一個整體從較大21n21H4He0 1 2234Th234Pa0e的原子核中被拋射出來，于是，放射性元素就發(fā)生了α衰變。例：

90

1

質方程：β衰變：核內的中子轉化成了一個質子和一個電子，電子放射到核外，質子留在核中。例：本質方程：放射性元素的需要的時間。放射性元素衰變的快慢是由本身的因素打算，與原子所處的物理狀態(tài)或化學狀態(tài)無關，它是。3、原子核的人工轉變原子核在其他粒子的轟擊下產生核的過程，稱為核反響〔原子核的人工轉變〕。在核反響中電荷數和質量數都是守恒的。a、1919年盧瑟福用α粒子轟擊氮原子核覺察質即氫原子核。核反響方程 一次實現人工轉變〕b、盧瑟福預想到原子內存在質量跟質子相等的不帶電的中性粒子，即中子。查德威克經過爭論覺察中子，核反響方程c、，原子核的電荷數等于其質子數，原子核的質量數等于其質子數與中子數的和。具有一樣質子數的原子屬于同一種元素；具有一樣的質子數和不同的中子數的原子互稱同位素。d、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，除探測到預料中的中子外，還探測到了正電子。238U234Th4He92902

1n1H0e0 1 1〔這是第一次用人工方法得到放射性同位素?！橙斯し派湫酝凰氐膬?yōu)點料簡潔處理放射性同位素的應用利用它的射線〔貫穿本領、電離作用、物理和化學效應〕a、工業(yè)探傷，測厚度；b、醫(yī)療上放射治療；c、照耀種子，使遺傳基因變異，培育優(yōu)良品種；d、做示蹤原子。4、核力與結合能質量虧損A、原子核能夠存在是由于核子間存在著強大的核力核力的特點：①核力是強相互作用，在原子尺度內，核力比庫侖力大得多②核力是短程力，其作用范圍為1.×10-15m0.8×10-15m內為表現為引力，0.×10-15m外表現為斥力，超出1.5×10-15m核子只跟鄰近的核子發(fā)生核力作用B、自然界中較輕的原子核，質子數與中子數大致相等，對于較重的原子核，中子數大于質子數，越重的元素，兩者相差越多。C、結合能：核子結合為原子核時釋放的能量或原子核分解為核子時吸取的能量叫原子核的結合能〔核能〕D、比結合能：結合能與核子數之比。比結核能越大，原子核中核子結合的越結實，原子核越穩(wěn)定。F、我們把核子結合生成原子核，所生成的原子核的質量比生成它的核子的總質量要小些，這種E=mc2質能方程。5、重核的裂變輕核的聚變1、但凡釋放核能的核反響都有質量虧損核子組成不同的原子核時，平均每個核子的質量虧損是不同的，所以各種原子核中核子的平均質量不同。核子平均質量小的，每個核子平均放的能多。鐵原子核中核子的平均質量最小，所以鐵原子核最穩(wěn)定。但凡由平均質量大的核，生成平均質量小的核的核反響都是釋放核能的。21938年德國化學家哈恩和斯特拉斯曼覺察235U＋1n→141Ba＋92Kr＋31n。92 0 56 36 0使其簡潔發(fā)生，最好使用純鈾235。由于原子核格外小，假設鈾塊的體積不夠大，中子從鈾塊中通過時，可能還沒有遇到鈾核就跑到鈾塊外面去了，因此存在能夠發(fā)生鏈式反響的鈾塊的最小體積，即臨界體積、臨界質量。發(fā)生鏈式反響的條件是裂變物的體積大于臨界體積，并有中子進入。4、核反響堆核燃料235；慢化劑：石墨、重水、一般水〔輕水〕，使快中子減速變成熱中子〔慢中子〕鎘棒〔掌握棒〕：對中子具有很強的吸取力量，可用于掌握核反響快慢。核裂變的應用有原子彈、核反響堆。、輕核結合成質量較大的核叫聚變例2H＋3H→4He＋1n 發(fā)生聚變的條件是：超高溫〔幾百萬度1 1