高中物理选修3-3-3-5知识点整理

精品文档 1 欢迎下载 物理选修物理选修3 33 3知识点知识点 一 分子动理论一 分子动理论 1 1 物质是由大量分子组成的 物质是由大量分子组成的 1 单分子油膜法测量分子直径 2 任何物质含有的微粒数相同 1mol 231 6 02 10 A Nmol 3 对微观量的估算 分子的两种模型 球形和立方体 固体液体 通常看成球形 空气分子占据空间看成立方体 利用阿伏伽德罗常数联系宏观量与微观量 a 分子质量 b 分子体积 mol A M m N mol A V v N c分子数量 AAAA molmolmolmol MvMv nNNNN MMVV 2 2 分子永不停息的做无规则的热运动 布朗 分子永不停息的做无规则的热运动 布朗 运动运动 扩散现象 扩散现象 1 扩散现象 不同物质能够彼此进入对方 的现象 说明了物质分子在不停地运动 同时 还说明分子间有间隙 温度越高扩散越快 2 布朗运动 它是悬浮在液体中的固体微 粒的无规则运动 是在显微镜下观察到的 布朗运动的三个主要特点 永不停息地无规 则运动 颗粒越小 布朗运动越明显 温度越 高 布朗运动越明显 产生布朗运动的原因 它是由于液体分子无 规则运动对固体微小颗粒各个方向撞击的不均 匀性造成 布朗运动间接地反映了液体分子的无规则运 动 布朗运动 扩散现象都有力地说明物体内 大量的分子都在永不停息地做无规则运动 3 热运动 分子的无规则运动与温度有关 简称热运动 温度越高 运动越剧烈 3 3 分子间的相互作用力 分子间的相互作用力 分子之间的引力和斥力都随分子间距离增大而 减小 但是分子间斥力随 分子间距离加大而减小得 更快些 如图 1 中两条虚 线所示 分子间同时存在 引力和斥力 两种力的合力又叫做分子力 在 图 1 图象中实线曲线表示引力和斥力的合力 即分子力 随距离变化的情况 当两个分子间 距在图象横坐标距离时 分子间的引力与斥 0 r 力平衡 分子间作用力为零 的数量级为 0 r m 相当于位置叫做平衡位置 当分子 10 10 0 r 距离的数量级大于m 时 分子间的作用力 变得十分微弱 可以忽略不计了 4 4 温度 温度 宏观上的温度表示物体的冷热程度 微观上的 温度是物体大量分子热运动平均动能的标志 热力学温度与摄氏温度的关系 273 15TtK 5 5 内能 内能 分子势能 分子间存在着相互作用力 因此分子间具有由 它们的相对位置决定的势能 这就是分子势能 分子势能的大小与分子间距离有关 分子势能 的大小变化可通过宏观量体积来反映 时分子势能最小 0 rr 当时 分子力为引力 当 r 增大时 分 0 rr 子力做负功 分子势能增加 当时 分子力为斥力 当 r 减少时 分 0 rr 子力做负功 分子是能增加 物体的内能 物体中所有分子热运动的动能和分子势能 的总和 叫做物体的内能 一切物体都是由不 停地做无规则热运动并且相互作用着的分子组 成 因此任何物体都是有内能的 理想气体 的内能只取决于温度 改变内能的方式 做功与热传递在使物体内能改变 二 气体二 气体 6 6 气体实验定律 气体实验定律 玻意耳定律 C 为常量 等温变pVC 化 微观解释 一定质量的理想气体 温度保持不变 时 分子的平均动能是一定的 在这种情况下 精品文档 2 欢迎下载 体积减少时 分子的密集程度增大 气体的压强 就增大 适用条件 压强不太大 温度不太低 图象表达 1 p V 查理定律 C 为常量 等容变化 p C T 微观解释 一定质量的气体 体积保持不变 时 分子的密集程度保持不变 在这种情况下 温度升高时 分子的平均动能增大 气体的压 强就增大 适用条件 温度不太低 压强不太大 图象表达 pV 盖吕萨克定律 C 为常量 等 V C T 压变化 微观解释 一定质量的气体 温度升高时 分 子的平均动能增大 只有气体的体积同时增大 使分子的密集程度减少 才能保持压强不变 适用条件 压强不太大 温度不太低 图象表达 VT 7 7 理想气体 理想气体 宏观上 严格遵守三个实 验定律的气体 在常温常 压下实验 气体可以看成理想气体 微观上 分子间的作用力可以忽略不计 故 一定质量的理想气体的内能只与温度有关 与 体积无关 理想气体的方程 pV C T 8 8 气体压强的微观解释 气体压强的微观解释 大量分子频繁的撞击器壁的结 果 影响气体压强的因素 气体的平均分子动能 温度 分子密集程度即单位体积内的分子数 体积 三 物态和物态变化三 物态和物态变化 9 9 晶体 晶体 外观上有规则的几何外形 有确定 的熔点 一些物理性质表现为各向异性 非晶体 外观没有规则的几何外形 无确定的 熔点 一些物理性质表现为各向同性 判断物质是晶体还是非晶体的主要依据是有 无固定的熔点 晶体与非晶体并不是绝对的 有些晶体在一 定的条件下可以转化为非晶体 石英 玻璃 1010 单晶体 单晶体 多晶体多晶体 如果一个物体就是一个完整的晶体 如食盐颗 粒 这样的晶体就是单晶体 单晶硅 单晶锗 如果整个物体是由许多杂乱无章的小晶体排列 而成 这样的物体叫做多晶体 多晶体没有规 则的几何外形 但同单晶体一样 仍有确定的 熔点 1111 表面张力 表面张力 当表面层的分子比液体内部稀疏时 分子 间距比内部大 表面层的分子表现为引力 如 露珠 1212 液晶 液晶 分子排列有序 各向异性 可自由移动 位置无序 具有流动性 各向异性 分子的排列从某个方向上看液 晶分子排列是整齐的 从另一方向看去则是杂 乱无章的 1313 改变系统内能的两种方式 改变系统内能的两种方式 做功和热传递 热传递有三种不同的方式 热传导 热 对流和热辐射 这两种方式改变系统的内能是等效的 区别 做功是系统内能和其他形式能之 间发生转化 热传递是不同物体 或物体的不 同部分 之间内能的转移 1414 热力学第一定律 热力学第一定律 表达式uWQ 1515 能量守恒定律 能量守恒定律 能量既不会凭空产生 也不会凭空消失 它只能从一种形式转化为另一种形式 或者从 一个物体转移到另一物体 在转化和转移的过 程中其总量不变 符号WQu 外界对系统做功系统从外界吸热系统内能增加 系统对外界做功系统向外界放热系统内能减少 精品文档 3 欢迎下载 第一类永动机不可制成是因为其违背了热 力学第一定律 第二类永动机不可制成是因为其违背了热 力学第二定律 一切自然过程总是沿着分子热 运动的无序性增大的方向进行 熵是分子热运动无序程度的定量量度 在绝 热过程或孤立系统中 熵是增加的 1616 能量耗散 能量耗散 系统的内能流散到周围的环境中 没有办法 把这些内能收集起来加以利用 选修选修 3 53 5 知识点知识点 1 1 冲量冲量 物体所受外力和外力作用时间的乘积 矢量 过程量 I Ft 单位是 N s 2 2 动量动量 物体的质量与速度的乘积 矢量 状态量 p mv 单位是 kg m s 1kg m s 1 N s 3 3 动量守恒定律动量守恒定律 一个系统不受外力或者所受外力之和为零 这个系统的总动量保持不变 4 4 动量守恒定律成立的条件动量守恒定律成立的条件 系统不受外力或者所受外力的矢量和为零 内力远大于外力 如果在某一方向上合外力为零 那么在该方向上系统的动量守恒 5 5 动量定理动量定理 合外力的冲量等于动量的变化 I mv mv 末初 6 6 碰撞碰撞 物体间相互作用持续时间很短 而物体间相 互作用力很大 系统动量守恒 7 7 弹性碰撞弹性碰撞 如果碰撞过程中系统的动能损失很小 可以 略去不计 这种碰撞叫做弹性碰撞 8 8 非弹性碰撞非弹性碰撞 碰撞过程中需要计算损失的动能的碰撞 如果 两物体碰撞后黏合在一起 这种碰撞损失的动能 最多 叫做完全非弹性碰撞 第二章第二章 波粒二象性波粒二象性 1 1 热辐射热辐射 一切物体都在辐射电磁波 这种辐射与物体 的温度有关 所以叫做热辐射 2 2 黑体黑体 如果某种物体能够完全吸收入射的各种波长 的电磁波而不发生反射 这种物质就是绝对黑体 简称黑体 3 3 黑体辐射黑体辐射 黑体辐射的电磁波的强度按波长分布 只与 黑体的温度有关 4 4 黑体辐射规律黑体辐射规律 一方面随着温度升高各种波长的辐射强度都 有增加 另一方面 辐射强度的极大值向波长较 短的方向移动 5 5 能量子能量子 普朗克认为振动着的带电粒子的能量只能是 某一最小能量的整数倍 这个不可再分的最小 能量值叫做能量子 并且 h 是电磁波的 频率 h 为普朗克常量 h 6 6310J s 光 34 子的能量为 h 6 6 光电效应光电效应 照射到金属表面的光使金属中的电子从表面 逸出的现象 逸出的电子称为光电子 电子脱离 某种金属所做功的最小值叫逸出功 光电子的最 大初动能 E h W 每种金属都有发生光电效 k 应的极限频率和相应的红线波长 光电子的最大 初动能随入射光频率的增大而增大 7 7 康普顿效应 在研究电子对 X 射线的散射时发现有些散射波的 波长比入射波的波长略大 康普顿认为这是因为 光子不仅有能量 还有动量 说明了光具有粒子 性 8 8 光的波粒二象性 光的波动性和粒子性是光在不同条件下的具 体表现 具有统一性 光子数量少时 粒子性强 数量多时 波动性强 频率高粒子性强 波长大 波动性强 9 9 物质波物质波 也叫德布罗意波 任何一个运动的物体都有 一种波与之对应 其波长 宏观物体也存在 p h 波动性 波长很小 1010 概率波概率波 光子在空间出现的可能性大小可以用波动规 律来描述 概率大的地方到达的光子就多 反之 则少 光波实质上是一种概率波 1111 不确定关系不确定关系 也称作海森伯测不准原理 以x 表示粒子位 置的不确定量 以p 表示粒子在 x 方向上动量的 不确定量 那么xp 4 h 第三章第三章 原子物理原子物理 精品文档 4 欢迎下载 1 1 电子的发现 1897 年 英国物理学家汤姆生发现了电子 并提出了原子的枣糕式模型 2 2 粒子散射实验 1909 1911 年 英国物理学家卢瑟福用粒 子轰击金箔 发现绝大多数粒子穿过金箔后基 本上按原来的方向前进 少数粒子发生了大角 度偏转 提出了核式结构模型 3 3 玻尔原子理论的三条假说玻尔原子理论的三条假说 原子能量的量子化假说 即原子只能处于一 系列不连续的能量状态中 一种能量值对应一种 状态 这些状态叫做定态 原子能级的跃迁假说 即原子从一种定态跃迁到另一种定态时 原子辐 射或者吸收一定频率的光子 光子的能量差由这 两种定态的能量差决定 h E E 原子中 初末 电子运动轨道量子化假说 即原子的不同能量状 态对应于电子的不同运行轨道 电子可能的运动 轨道是不连续的 4 4 能级能级 在玻尔模型中 原子的可能状态是不连续的 因此各状态对应的能量也是不连续的 这些能量 值叫做能级 各状态的标号 1 2 3 叫做量子 数 通常用 n 表示 能量最低的状态叫做基态 其他状态叫做激发态 基态和激发态的能量分别 用 E E E 表示 123 5 5 氢原子能级氢原子能级 E 13 6eV E 3 4eV E 1 51eV 123 满足 E E n 1 2 3 n 2 1 n 1 6 6 原子跃迁原子跃迁 只发出或吸收特定频率的光 可能直接跃迁 或间接跃迁 两种情况辐射或吸收的光子的频率 不同 一群处于 n k 能级的氢原子向基态或较低 激发态跃迁时 可能产生的光谱线条数 N 2 1 kk 7 7 电离电离 若想把处于某一定态上的原子的电子电离出 去 就需要给原子一定的能量 如氢原子基态电 子电离的电离能是 13 6eV 只要等于或大于 13 6eV 的光子都能使基态的氢原子吸收而发生电 离 入射光的能量越大 原子电离后产生的自由 电子的动能越大 8 8 原子核的衰变原子核的衰变 天然放射现象说明原子核具有复杂的结构 原子核放出粒子或粒子 放出后就变成新的 原子核 这种变化称为原子核的衰变 原子核衰 变前后的电荷数和质量数都守恒 9 9 衰变衰变 XY He UTh He A Z 4 2 A Z 4 2 238 92 234 90 4 2 1010 衰变衰变 XY e ThPa e A Z A Z 1 0 1 234 90 234 91 0 1 1111 衰变衰变 伴随着衰变和衰变同时发生 放出光子 流 不改变原子核的质量数和电荷数 实质是当 放射性物质发生衰变和衰变时 产生的某些 新核由于具有过多的能量而处于高能级 在向低 能级跃迁的过程中放出射线 1212 半衰期半衰期 放射性元素的原子核有半数发生衰变所用的 时间 大量原子核衰变遵循的规律 用符号表 示 大小由放射性元素的原子核内部的本身因素 决定 跟原子所处的物理状态和化学状态无关 1313 核反应规律核反应规律 遵循质量数守恒而不是质量守恒 核反应中 一般会有质量亏损 从而释放出核能 而原子核 分解成质子和中子时要吸收一定的能量 这两种 过程都遵循爱因斯坦质能方程 1414 原子核的人工转变原子核的人工转变 1919 年卢瑟福发现质子 N HeO H 14 7 4 2 17 8 1 1 1932 年查德威克发现了中子 Be HeC n 9 4 4 2 12 6 1 0 1934 年约里奥 居里夫妇发现正电子 Al HeP n PSi e 27 13 4 2 30 15 1 0 30 15 30 14 0 1 1515 重核裂变重核裂变 重核俘获