2024年物理選修重要知識(shí)綜述

高中物理選修3-5越多;②存在遏止電壓:Uce二EK；③截止頻率：光電了?的能量與入

一、動(dòng)量守恒定律射光的頻率有關(guān),而與入射光H勺強(qiáng)弱無關(guān),④當(dāng)入射光的頻率低T-

.動(dòng)量守恒截止頻率時(shí)不能發(fā)生光電效應(yīng)；⑤效應(yīng)具有瞬時(shí)性：光電子H勺發(fā)射

兩個(gè)物體構(gòu)成的系統(tǒng)系統(tǒng)總能量守恒幾乎是瞬時(shí)的，一般不超過10

I第一種過程動(dòng)量守恒2、光子說:光自身就是由一種個(gè)不可分割的能量子構(gòu)成口勺，頻率為

三個(gè)物體構(gòu)成的系統(tǒng)第二個(gè)過程動(dòng)量守恒VH勺光的能量子為hv。這些能量子被成為光子。

系統(tǒng)總能量守恒

3、光電效應(yīng)方程:EK=hP-W。同步,hL＞姆=Wo,Uce=E'

二、量子理論的建立黑體和黑體輻射四、康普頓效應(yīng)（表明光子具有動(dòng)量，證明光具有粒子性）

1、量子理論的建立：1923年德國物理學(xué)家普朗克提出振動(dòng)著附帶1、1918-1923年康普頓（美）在研究石墨對X射線的散射時(shí)發(fā)

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)不可再分的現(xiàn)：光子在介質(zhì)中和物質(zhì)微?；ハ嘧饔?，可以使光的傳播方向發(fā)生

能量值￡叫做能量子￡=hv°h為普朗克常數(shù)（6.63X103,J.S）變化，這種現(xiàn)象叫光的散射.

2、黑體：假如某種物體可以完全吸取入射的多種波長電磁波而不發(fā)2、在光的散射過程中，有些散射光的波長比人射光的波長略大,這

生反射，這種物體就是絕對黑體，簡稱黑體.種現(xiàn)象叫康普頓效應(yīng)。

3、黑體輻射：黑體輻刖的規(guī)律為：溫咬越而4種波長啊軸見強(qiáng)咬都增3、光子的動(dòng)量：p=h/X光子的能量E=hv波速公式c=入v

殳同步，輻射強(qiáng)咬口勺極大值向波長較短的方討移動(dòng).（普:朗克的五、光的波粒二象性物質(zhì)波概率波不確定關(guān)系

能?理論很好的解粹了黑脩謝）1、光的波粒二象性：干涉、衍射和偏振以無可反駁的事實(shí)表明光是

三、光電效應(yīng)光子說光電效應(yīng)方程?種波;光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)又用無可反駁的事實(shí)表明光是?種

1、光電效應(yīng)（表明光子具有能量，證明光具有粒子性）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：象

（1）光的電磁說使光的波動(dòng)理論發(fā)展到相稱完美的地步，不過它并性。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

不能解釋兌電效應(yīng)的現(xiàn)象。在光（包括不可見光）的照射下從物體發(fā)的粒子。少許的光子體現(xiàn)出粒子性,大量光子運(yùn)動(dòng)體現(xiàn)為波動(dòng)性：

射出電子的現(xiàn)象叫做光電效應(yīng)，發(fā)射出來H勺電子叫光電子。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

（2）光電效應(yīng)的研究成果：率小波長大的波動(dòng)性明顯，頻率大波長小的粒子性明顯。

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)2、物質(zhì)波:1924年德布羅意（法）提出，實(shí)物粒子和光子同樣具有波

動(dòng)性，任何一種據(jù)動(dòng)著H勺物體均有一種與之對應(yīng)的波，波長光譜:持續(xù)譜線中某些頻率H勺光被稀薄氣體吸取后產(chǎn)生H勺光譜，元

X=h/p,這種波叫物旗波,也叫德布羅意波。素能發(fā)射出何種頻率的光，就對應(yīng)能吸取何種頻率的光,因此吸取

3、概率波:從光子的概念上看，光波是一種概率波。光譜也可作元素H勺特性譜線。

4、不確定關(guān)系美x△1＞（裙4兀）,體現(xiàn)粒子位置H勺不確定量，2、基爾霍夫開創(chuàng)了光譜分析的措施:運(yùn)用元素的特性譜線（線狀譜或

△P體現(xiàn)粒子在x方向上的動(dòng)量的不確定量。（粒子位置的不確定吸取光譜）鑒別物質(zhì)的分析措施。

量Ax越小，粒子動(dòng)量H勺不確定量Ap越大，用單縫衍射進(jìn)行解釋）八、原子的能級(jí)

六、原子核式模型機(jī)構(gòu)1、盧瑟福的原子核式構(gòu)造學(xué)說跟經(jīng)典的電磁理論發(fā)生矛盾（矛盾

1、1897介海姆孫（莢）發(fā)現(xiàn)了甩子，也門叼發(fā)現(xiàn)證明發(fā)子可以再分.為：a、原了?是不穩(wěn)定的：b、,原了光i普是掙續(xù)譜），］923年玻

阿軍丹提呂原子的棗糕模型。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，

2、1923年起英國物理學(xué)家盧瑟福做?！皋Z擊金箔的試驗(yàn)，提出玻爾理論。

即a粒子散射試驗(yàn)得到出乎意料的成果：維木多蒙a粒子穿過金箔2、玻爾理論的假設(shè)：

后仍沿本乂的方向前進(jìn)，少蓼a粒子卻發(fā)生了較大的偏轉(zhuǎn)，并且有（1）原子只能處在一系列不

很少數(shù)u粒子偏轉(zhuǎn)角超過了90。，有的甚至被彈回。持續(xù)的能量狀態(tài)中，在這些狀

3、盧瑟通向u粒子散射試驗(yàn)證叨原子具代核代構(gòu)地：在原子的中態(tài)中原子是稔定1內(nèi)，電子雖然

心有一種很小的核，叫做原子核，原子的所有正電荷和幾乎所有繞核運(yùn)動(dòng)，但并不向外和射能

質(zhì)單都集口在原子核里，帶負(fù)電的電子在核外空間里繞著核旋轉(zhuǎn)。量，這些狀態(tài)叫做定態(tài)。氫原

按照這個(gè)學(xué)說，可很好地解釋a粒子散射試驗(yàn)成果，a粒子散射試了的各個(gè)定態(tài)的能量值，叫做它的能級(jí)。原子處在最低能級(jí)時(shí)電子

驗(yàn)的數(shù)據(jù)還可以依計(jì)原子核的大?。〝?shù)量級(jí)為10-,5m）和原子核的在離核近來H勺軌道.上運(yùn)動(dòng)，這種定態(tài)叫做基杏:原子處在較高能級(jí)

正電荷數(shù)。時(shí)電r?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)。

七、氫原子的光譜（2）原子從一種定態(tài)（設(shè)能量為E“）躍遷到另一?種定態(tài)（設(shè)能量為

1、光鄙J種類：（1）發(fā)射光譜：物質(zhì)發(fā)光直接產(chǎn)生的光譜?；馃酔.）時(shí)，它輻射（或吸?。┮欢l率的光子,光子的能量由這兩種

的固體、液體及高溫高壓氣體發(fā)光產(chǎn)生持續(xù)光譜:稀薄氣體發(fā)光產(chǎn)定態(tài)的能量差決定，即h￡=En-E.,

生線狀譜，不同樣元素的線狀譜線不同樣，又稱特性譜線。（2）吸?。?）原子的不同樣能量狀態(tài)跟電子沿不同樣的圓形軌道繞核運(yùn)動(dòng)

相對應(yīng)。原子的定態(tài)是不及綾H勺,因此電子的也許軌道的分布也是子能壇的量子化（即原子中分立能級(jí)的存C）

不持綢內(nèi)。九、原子核的構(gòu)成

3、玻爾計(jì)算公式：rn=/門，E,,=E1/n"（n=1,2...）ri=0.53x1、1923年盧瑟福用a粒子窺擊氮原子核發(fā)現(xiàn)質(zhì)子即氫原子核。核

10,um,E,=-13.6eV,分別代表第一條（即離核近來的）反應(yīng)方程+10+；H

也許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2、盧瑟福預(yù)想到原子內(nèi)存在質(zhì)量跟質(zhì)子相等時(shí)不帶電R勺中性粒子，

限遠(yuǎn)處的日勢能為零，電子從離核無限遠(yuǎn)處移到任一軌道上,都是即中子，用德威克通過研究，證明中廣的存在.冽粵抄（頭）發(fā)理

了電子.核反應(yīng)方程4Be+:He.[C+；n

電場力做正功，電勢能減少，因此在任一軌道上，電子I肉電勢能都

是負(fù)值，并且窩核越近，電勢能越小動(dòng)能越大加速度越大周期減3、質(zhì)子和中子統(tǒng)稱核子，具仃相似的質(zhì)J'?數(shù)和不同樣的中;數(shù)的原

）r互稱同位素。

4、從高徒級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)放出光廣；從低徒級(jí)向高徒級(jí)女遷時(shí)也4、天然放射現(xiàn)象

許足吸取光子，也也許江山廣碰撞（用加熱的措施,使分子熱運(yùn)動(dòng)（1）1896年貝克勒耳發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象,天然放射的現(xiàn)象證叨姆子

加劇，分子間的互相碰撞可以傳遞能量）。原子從低能級(jí)向高能級(jí)

跋遷時(shí)只能吸取一定頻率的光子；而從某一能汲到被電離可以吸?、賏射線帶正電，a粒子就是鋁原子核，貫穿本領(lǐng)很小，電離作用很

能我不不人于,或等于電齒能的任何頻率I向光了°強(qiáng)，使底片感光作用很強(qiáng);②13刖線帶負(fù)電，是高速電子流，貫穿

5、一群氫原子處在量子數(shù)為n|]勺激發(fā)態(tài)時(shí)，也許輻射出的光譜線本領(lǐng)很強(qiáng)（幾亳米的鋁板）,電離作用較弱；B射線中的電子是由原

條數(shù)為N=N=n（n-I）2例一群氫原子處在量子數(shù)為n=4的子核中的中子分裂產(chǎn)生的,不是核外電子

激發(fā)態(tài)時(shí)，也許輻射出6種不同樣頻率的光子.③丫射線中電中性的，是波長極短的電磁波,貫穿本領(lǐng)最強(qiáng)（幾厘米

6、玻爾模型的成功之處在于它引入了量子概念（提山了能級(jí)和躍1與鉛板），電離作用很小“

遷的概念，能解釋氣體導(dǎo)電時(shí)發(fā)光的機(jī)理、氫原了的線狀譜），局十、原子核的衰變半衰期

限之處在?它過多地保留了經(jīng)典理論（經(jīng)典粒子、凱道等），無法解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?。?/p>

杼復(fù)雜原子的光譜。衰變中電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)都是守恒H勺（注意:質(zhì)量并不守恒。）。Y射

7、現(xiàn)代量子理論認(rèn)為電子的軌道只能用由R來描述。線是佯用。射線或。射線產(chǎn)生的，沒仃單獨(dú)啊丫哀變（Y衰變:原

8、光譜測量發(fā)現(xiàn)原子光譜是線狀譜和夫蘭克一排茲試驗(yàn)證明了原干核處在段西熊級(jí)，輻射光子后躍遷到低能級(jí)。）。a衰變舉例

嗡Uf瑟Th+；He;B衰變舉例%ThfPa+十三、原子核的人工轉(zhuǎn)變

o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

-1c

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。H勺人工轉(zhuǎn)變）。在核反應(yīng)中電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)都是守恒的。舉

①放射性元素裂變的快慢是由核打即自身的原因決定，與原子所處例：（1）如a粒子轟擊氮原子核發(fā)現(xiàn)質(zhì)子：（2）1934年，約里

口勺物理狀態(tài)或化學(xué)狀態(tài)無關(guān)，②半衰期是對大量原子的記錄規(guī)律。

奧?居里和伊麗芙?居里夫婦在用a粒子轟擊鋁箔時(shí)，除探測到預(yù)

N=M（上吁”嗎嚴(yán)

料中的中子外，還探測到了正電子。核反應(yīng)方程H

十一、放射性的應(yīng)用與防護(hù)放射性同位素e-［Si+：e這是第一次用人工措施得到放

1、放射性同位素的應(yīng)用：a、運(yùn)用它的射線（貫穿本領(lǐng)、電離作用、射性同位素。

物理和化學(xué)效應(yīng)）；b、做示蹤原子。十四、重核的裂變輕核的聚變

2、放射性同位素的防護(hù):過量的射線對人體組織有破壞作用，這些破］、但凡釋放核能的核反應(yīng)均有質(zhì)量虧損。核子構(gòu)成不同樣的原j核時(shí)，

壞往往是對細(xì)胞核的破壞，因此,在使用放射性同位素時(shí)，必須注意平均每個(gè)核子的質(zhì)量虧損是不同樣I內(nèi)，因此多種原子核中核子的

人身安全,同步要放射性物質(zhì)對空氣、水源等內(nèi)破壞。平均質(zhì)量不同樣。核子平均質(zhì)量小的，每人核子平均放的能多。

十二、核力與結(jié)合能質(zhì)量虧損鐵原子核中核子的平均質(zhì)量最小，因此鐵原子核最穩(wěn)定。但凡由

1、由于核亍間存在著強(qiáng)人的核力（核子之間的引力，特點(diǎn):①核力與平均質(zhì)量人的核，生成平均質(zhì)量小的核的核反應(yīng)都是釋放核能

核子與否帶電無關(guān)②短程力，其作用范圍為2?。、1。.，〃，只有相孫

鄰的核子間才發(fā)生作用），因此核子結(jié)合成原子核或原子核