物理3-5知识点汇总

1、物理3-5【黑体辐射】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。（称为辐射能），在一定时间内物体的辐射能量及这些能量按波长的分布情况都跟温度有关。想化的模型。种类及表面状况有关,而黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关。随着温度的升高,各种波长的辐射强度都有增加,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。【普朗克的量子假说】普朗克认为:振动着的带电微粒的能量是某一最小能量 的整数倍。这个最小能量 叫做能量 h。其中 是电磁波的频率, h 是普朗克常量,其值为 h 6.6261034 J s 。2.意义：可以非常合理地解释某些电磁波的辐射和吸收的实验现象。

2、量子化现象：在微观世界中物理量分立（不连续）取值的现象称为量子化现象。度随波长分布的公式，使人类对微观世界的本质有了全新的认识。【光电效应】考纲要求:电火花。这就是最早发现的光电效应。这种电子常被称为光电子。光电效应的实验规律：存在着饱和电流下,随着所加电压的增大,光电流趋于一个饱和值（稳定值），这个值就是饱和电流。存在着反向遏止电压和截止频率1光电子具有的最大初动能 m v2 与反向电压U （称为反向遏止电压）2e cc1满足下列关系： m v2 eU2e ccKA负极，在光电管两极间形成使光电子减速的电场，使电流减小到 0，此时的反向电压称为反向遏止电压。当人射光的频率减小到某一数值c时,

3、即使不施加反向电压也没有光电流（I 0）。这就是说当入射光的频率 c时，无论光的强度多么大、光照时间多么c称为截止频率或极限频率。不同金属的截止频率不同。电子的能量由入射光的频率决定-1 入射光的频率有关,而与入射光的强弱无关。光电效应具有瞬时性光电效几乎瞬时发生的，时间不超过 10-9s。:（受普朗克量子化假设的启发）爱因斯坦认为在空间传播的光不是连续 Ekh W0爱因斯坦的光电效应方程在本质上是能量的转化和守恒定律对应的方程：一个电子吸收一个光子的能量（ h ）后，除了克服原子核的引力做功消耗一部分能量外，另一部分能量转化为光电子从金属中逸出时的初动能。由于W0是电子逸出金属Ek实际上为电

4、子逸出时的最大初动能。对光电效应实验现象的解释：够大时，它仍然被束缚在金属内部。一个电子最多只能吸收一份光子。大，这些光电子克服原子的引力所做的功叫做这种金属的逸出功（W ）。0对于某一金属，逸出功是一定的，要产生光电效应入射光的频率大于某一极限值0，即有极W限频率0h0的大小等于前面所说的截止频率 。c（颜色）的入射光,光强越大,单位时间内入射到金属上的光子数越多,吸收光子的电子数和从金属中逸出的光电子数也越多，所以光电流强度就越大。对光电效应规律的理解光照射时发射出来的电子其本质是电子。光子是光电效应的因,光电子是果。光电子的动能与光电子的最大初动能：光照射到金属表面时,电子吸收光子的全部

5、能量可能能。光电子的初动能小于等于光电子的最大初动能。压的增大,光电流趋于一个饱和值，这个饱和值是饱和光电流,在一定的光照条件下,饱和光电流与所加电压大小无关。入射光强度与光子能量：入射光强度指单位时间内照射到金属表面单位面积上的总能量。产生光电效应而言的,对于不同频率的光,由于每个光子的能量不同,饱和光电流与入射强度之间没有简单的正比关系。光电效应图象图像名称图像名称图线形状读取信息E 与入射光k截止频率(极限频率) 横轴截距逸出功：纵轴截距的绝对值 W|0E|Ekh遏止电压U遏止电压Uc关系图线光，光电流与电压的关系cUc大而增大hke。UcIm最大初动能：E eUkmc颜色不同时，光电流

6、与电压的关系U 、Uc1c2饱和光电流E eU ，E eUk1c1k2c2光的散射：光在介质中与物质微粒相互作用,因而传播方向发生改变,这种现象叫做光的散射康普顿效应：美国物理学家康普顿在研究石墨对 X 射线的散射时,发现在散射的 X 射线中,除了与入射波长0相同的成分外,还有波长大于0的成分,这个现象称为康普顿效应。2.光电效应和康普顿效应深入地揭示了光的粒子性。前者表明光子具有能量,后者表明光子除了具有能量之外还具有动量。【光的波粒二象性】考纲要求:有粒子性。光既具有波动性又具有粒子性的事实说明光具有波粒二象性.光既有粒子性，又有波动性，单独使用波或者粒子的解释都无法完整地描述光的所有性质

7、。 光子的动量: p hp是描述粒子性的重要物理量,波长 、频率 是描述波动性的典型物理量,普朗克常量h架起了粒子性与波动性之间的桥梁。波动性和粒子性是光的本身属性,光的粒子性和波动性组成一个有机的统一体，相互之间并不是独立存在的。说明：当光同物质发生作用时,表现出粒子的性质少量或个别光子易显示出粒子性频率高、波长短的光子粒子特征显著足够能量的光(大量光于)在传播时,表现出波的性质光的波动性光的粒子性实验基础干涉和衍射光电效应、康普顿效应光是一种概率波，即光子在当光同物质发生作用时，这种作用是空间各点出现的可能性大小(概“一份一份”进行的，表现出粒子的性表现率)可用波动规律来描述大量的光子在传

8、播时，表现质少量或个别光子容易显示出光的粒子出光的波动性性光的波动性是光子本身的一说明用产生的份”的光的波动性不同于宏观观念光子不同于宏观观念的粒子的波5.波动性和粒子性的对立与统一大量光子易显示出波动性，而少量光子易显示出粒子性。波长长(频率低)的光波动性强，而波长短(频率高)的光粒子性强。 hc 中， 和 就是波的概念。波和粒子在宏观世界是不能统一的，而在微观世界却是统一的。1物质波定义：任何运动着的物体都有一种波与之对应，这种波叫做物质波，也叫德布罗意波。物质波的波长： h h，h 是普朗克常量。pmv对德布罗意物质波的理解的波动性,是因为宏观物体对应的波长太短的缘故 。德布罗意波假说是

9、光子波粒二象性的一种推广,使之包括了所有的物质粒子,即光子与实物 粒子都具有粒子性,又都具有波动性,与光子对应的波是电磁波,与实物粒子对应的波是物质波。19271960 年,约恩孙直接做了电子双缝干涉实验,也证明了电子具有波动性。概率小。这种概率的大小服从波动规律,因此,我们把光波叫作概率波。波动性不是由光子间相互作用引起的,而是单个光子的固有属性。：(1)经典物理学中粒子运动的基本特征:任意时刻有确定的位置和速度以及有确定的轨道 (2)经典的波的特征:具有频率和波长,也就是具有时空的周期性。单个光子运动的偶然性：用弱光照射双缝,当照射时间很短时,胶片上出现的是散乱的感光点,这一个个感光点表明

10、光在与胶片作用(使其感光)时,是一份一份进行的;同时,感光点的散乱还 表明单个光子通过双缝后到达胶片的什么位置是随机的,是预先不能确定的。置处的概率大小却符合波动规律。波”实际上是将光的波动性和粒子性统一起来的一种说法。【不确定性关系】任何位置,也就是说,粒子在挡板上的位置是完全不确定的。量的不确定性：微观粒子具有波动性,会发生衍射现象,大部分粒子达狭缝之前沿水平方向运动,而在经过狭缝之后,有些粒子到跑到投影位置以外,这些粒子具有与其原来方向垂直的动量。由于哪个粒子到达屏上的哪个位置是完全随机的,所以粒子在垂直方向上的动量也具有不确定性。不确定量的大小可以由中央亮条纹的宽度来衡量。位置和动量的

11、不确定性关系: xp h,也称测不准原理。由xp h可以知道,在微观44置的不确定性就更大.如将狭缝变成宽缝,粒子的动量能被精确测定(可认为此时不发生衍射), 但粒子通过缝的位置的不确定性却增大了；反之取狭缝x0,粒子的位置测定精确了,但衍射范围会随x的减小而增大,这时动量的测定就更加不准确了。不确定性关系也存在于能量与时间之间,一个体系处于某一状态,如果时间有一段t 不确定,那么它的能量也有一个范围E 不确定,且有Et h。4不确定量求解的基本思路：（1）不确定性关系列式xph（2）p mv ,即p mv4（3）p h p h由以上三式联立即可求得不确定量的值2说明：宏观世界中物体的质量比微

12、观世界中物体(粒子)的质量大许多倍,正是因为宏观物体质量较大,其位置和速度的不确定量极小，通常不计,可以认为其位置和速度速度测定的不确定量,并根据计算结果,讨论在宏观和微观(动量)可精确测定；而微观粒子由于其质量极小,其位置和动量的不确定性特别明显,不可忽略,故不能准确把握粒子的运动状态。对于宏观尺度的物体,其质量m 通常不随速度v 变化(因为一般情况下v 远小于c ),即p mv ,所以xv h4m。由于m 远大于h ,因此x 和v 可以同时达到相当小的地步,远远超出最精良仪器的精度,完全可以忽略,可见不确定现象仅在微观世界方可观测到。【电子的发现】时我们在空气中看到的放电火花，就是气体电离

13、导电的结果。1897（能使荧光物质发光）在电场和磁场中的偏转子。构的。【卢瑟福： 粒子散射实验】实验要求：（1）整个实验过程在真空中进行（2）金箔很薄， 粒子很容易通过。实验现象：绝大多数 粒子穿过金箔后,基本上仍沿原来的方向前进,但有少数 粒子(约占八千分之一)发生了大角度偏转,偏转的角度甚至大于 90,有的几乎达到 180，沿原路返回。【原子结构模型】汤姆孙的原子模型：汤姆孙认为, 原子中的正电荷和质量的绝大部分都均匀地分布在整个解释原子发光等问题。卢瑟福的核式结构模型：卢瑟福依据 粒子散射实验的结果,提出了原子的核式结构:在原子中心有一个体积很小的核,叫原子核,原子的全部正电荷和几乎全部

14、质量都集中在核里,带负电的电子在核外空间绕核旋转。按照卢瑟福的核式结构模型学说,可以很容易地解释 粒子的散射实验现象。由于原子核很小,大部分 粒子穿过金箔时都离核很远，受到的斥力很小，它们的运动几乎不受影响;只有极少数 粒子从原子核附近飞过明显地受到原子核的库仑斥力作用而发生大角度的偏转。R表示核的大小。根据 粒子散射实验估算,原子半径的数量级为1010m R 的数量级为1015m 。可见原子内部是十分“空旷”的。分析和解答有关 粒子散射实验问题时,必须以电子的发现及 粒子散射实验现象为依据,并结合前面所掌握的动能、电势能、库仑定律及能量守恒定律等知识,综合分析和求解有关 粒 粒子散射实验的原

15、理是 粒子和核之间存在库仑斥力, 粒子并未与核直接发生碰撞,所以偏转是库仑斥力导致的。库仑斥力对 粒子做功,使 粒子和核具有的电势能及 粒子的动能发生改变,总能量守恒。由此可分析发生偏转的 粒子的能量变化情况。【氢原子光谱】 考纲要求:用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按波长展开,获得光的波长(频率)和强度分布的记录,即光谱。有些光谱是一条条的亮线,我们把它们叫做谱线,这样的光谱叫做线状谱。有的光谱看起来不是 一条条分立的谱线,而是连在一起的光带,我们把它叫做连续谱。发射光谱:发光物质直接产生的光谱。它又可分为线状光谱(明线光谱)和连续光谱明线光谱:只含有一些不连续的亮线的光谱.它是由游离状态的原

16、子发射的,因此,也叫原子发出几种特定频率的光。因此,每种原子都有自己的特征谱线。光谱。连续光谱是由物质的分子发射的。续光谱的背景上出现波长不连续的暗线。比线状光谱中的亮线要少一些。氢原子的光谱：从氢气放电管可以获得氢原子光谱。巴耳末公式：18851 11 R22n 3,4,5,. R 1.10107 m1 ，称为里德伯常量。n2 由公式可看出,n既然每种原子都有自己的特征谱线,我们就可以利用它来鉴别物质和确定物质的组成成这种方法称为光谱分析。方法:可以利用明线光谱,也可利用吸收光谱。10-0现它的特征谱线将其检测出来。应用:光谱分析在科学技术中有广泛的应用:检查物体的纯度；鉴别和发现元素； 天

17、文学上光谱的红移表明恒星的远离等，例如太阳光中含有各种颜色的光,当阳光透过太阳高将这些吸收光谱的暗线与已知元素的光谱相比较,就可以知道太阳周围大气中存在何种元素。【玻尔的原子模型】考纲要求:玻尔认为,围绕原子核运动的电子轨道半径只能是某些分立的数值,这种现象叫作轨道量子化;不同的轨道对应不同的状态,在这些状态中,尽管电子在做变速运动,却不辐射能量,因此这些状态是稳定的；原子在不同的状态中具有不同的能量,所以原子的能量也是量子化的。将上述内 容进行归纳,玻尔理论有以下三个基本假设:能量状态量子化原子只能处于一系列的不连续的能量状态中,在这些状态中原子是稳定的.电子虽然绕核旋转,但并不向外辐射能量

18、,这些状态叫作定态, En Rhc ，n 1,2,3,.n2原子跃迁假设EmEn)时,它辐射(或吸收)一定频率的光子,这些光子的能量由这两个定态的能量差决定,即h EmE ,这个式子被n称为频率条件,又称为辐射条件。由上式可以看出,能级差越大,放出光子的频率就越高。由于不同的原子具有不同的结构,能级因。光子的吸收是光子发射的逆过程,原子在吸收了光子后会从较低能级向较高能级跃迁.两个能级的差值仍是个光子的能量,其关系式仍为h EE 。mn轨道量子化而电子的可能轨道是分立的。弃经典物理理论,因此玻尔理论也有其局限性,它不能解释其他复杂的原子光谱。玻尔理论对氢光谱的解释些能量值叫作能级。各状态的标号

19、 1,2,3,叫作量子数,通常用n 表示.能量最低的状态叫作基态,其他状态叫E , E , E ,表示。123原子电离后的能量比原子其他状态的能量都高.我们把原子电离后的能量记为 0,则其他状态下的能量值就是负的。E原子各能级的关系为: E1nn2（n 1,2,3,.）对于氢原子而言,基态能量: E1 13.6eV其他各激发态的能级为: E23.4eVE31.51eV 。能级图氢原子的能级图如图所示能级不连续,这种现象叫作能量量子化。势能和电子运动的动能。原子从基态跃迁到激发态时要吸收能量,而从激发时这两个能级间的能级差,即原子吸收光子时是有选择地吸收相应频率的光子。能级的跃迁原子会自发地向能

20、量较低的能级跃迁,放出光子,经过一次或几次跃迁回到基态。注意：迁是不确定的。物质中含有大量的原子,各个原子的跃迁方式也是不统一的。特定频率的光子；同样也只能吸收一些特定频率的光子。正是由于原子的能级是分立的,所以E 13.6eV 时,氢原子仍能吸收此光子并发生电离。电子在各个位置出现的概率,画出图来,就像云雾一样,可以形象地把它称做电子云。-7 氢原子模型及定态能量问题分析按照玻尔氢原子轨道模型,核外电子绕核运动的轨道与其相对应的定态能量间有对应关系。在氢原子中,电子围绕原子核运动,如将电子的运动轨道看作半径为r的圆周,则原子核有ke2 eke2 ek,则电子运动速度v Em v2k；r2e

21、rk2e2r电子在半径为rEpk e2r（无限远处为零）；Ek的代数和,即 E E EpkP k e22rEk是等于该定态总能量值的两倍。总是等于该定态总能量的绝对值,原子系统的电势能E总pEkk e22r,随轨道半径r的减小而增大,随r的增大而减小(与v也直接相关);系Epk e2r随轨道半径r的增大而增大,随rE ke2 也2r随轨道半径r的增大而增大,随r的减小而减小。e2E某定态能量Ek1 0,表明氢原子核外电子处于束缚态,欲使氢原子电离,外界必n须对系统至少补充k2rn2e2 的能量,原子的能级越低,需要的电离能就越大。2r氢原子能级及原子跃迁问题分析的核外电子跃迁时就会有各种情况出

22、现了。处理有关氢原子跃迁问题的基本分析方法是：确定氢原子所处激发态的能级,画出跃迁示意图n(n1)运用归纳法,根据数学公式N 确定跃迁频率的种类2根据跃迁能量公式h EE 分别计算出各种频率的光子mn若涉及求光的波长,则用公式注意跃迁和电离的区别:c 计算根据玻尔理论,当原子从低能级向高能级跃迁时,必须吸收光子才能实现；相反,当原的能量都必须等于这两个能级的能量差。坏,而不再遵守有关原子结构理论。如基态氢原子的电离能为 13.6eV,只要能量大于或等于13.6eV离所需要的能量就可使之电离。使原子能级跃迁的两种粒子光子与电子的主要区别是：原子若是吸收光子的能量而被激发，其光子的能量必须等于两能

23、级的能量差，否则不被吸收。原子吸收外来电子的能量而被激发时，E Em谱线条数的确定方法E ),均可使原子发生能级跃迁。n(1)一个氢原子跃迁发出可能的光谱线条数最多为(n1) 。一群氢原子跃迁发出可能的光谱线条数的两种求解方法。n(n1)用数学中的组合知识求解：N=C2 。n2利用能级图求解：在氢原子能级图中将氢原子跃迁的各种可能情况一一画出，然后相加。【三种射线】 考纲要求:尔最先发现。天然放射现象的发现，说明原子核具有复杂的结构。83 83如果一种元素具有放射性,那么,无论它是以单质存在,还是以化合物形式存在,都具有放射 性。放射性的强度也不受温度、外界压强的影响。由于元素的化学性质决定于

24、原子核外的电子,这就说明身射线与这些电子无关,也就是说,射线来自原子核。三种射线的研究方法把样品放在铅块的窄孔里,在孔的正对面放着照相底片,在没有电场时,发现在底片上正对孔的位置感光了。 若在铅块和底片之间放一对电极或加上磁场,使电场方向或磁场方向跟射线方向垂直,结果在底片上有三个地方感光了,说明在电场或磁场作用下,射线分为三束,表明这些射线中有的带电，有的不带电,如图所示。从感光位置知道,带正电的射线偏转较小,是 射线；带负电的射线偏转较大,是射线；不偏转的射线是 射线。三种射线在电磁场中的判别方法：不论在电场中还是在磁场中, 射线总是做匀速直线动,不发生偏转。在匀强电场中, 粒子和粒子沿相

25、反方向做类平抛较运动,且在同样的条件下, 粒子的偏转较大。在匀强磁场中, 粒子和粒子沿相反方向做匀速圆周运动,且在同样条件下, 粒子的5.三种射线的比较种类 射线 射线 射线组成（本质）高速氦核流高速电子流光子流(高频电磁波)带电荷量质量2ee4m，m 1.67127kgmp0静止质量为零速度0.1c0.99cc(光速)在电磁场中速度0.1c0.99cc(光速)在电磁场中偏转不偏转米厚的铝板厚的铅板很强较弱米厚的铝板厚的铅板很强较弱很弱粗、短、直细、较长、曲折最长感光感光感光-9-用通过胶片较强，能穿透几毫最强，能穿透几厘米- 【原子核的组成】 考纲要求:1.质子的发现1919 粒子轰击氮核,

26、结果从氮核中打出了一种粒子,并测定了它的电荷量与(p),后来人们又从其他原子核中打出了质子,故确定质子是原子核的组成部分。质子带正电荷,电荷量与一个电子所带电荷量相等,质子的质量m 1.6726231027 kg 。2.中子的发现量大体相等但不带电的粒子,并认为这种不带电的中性粒子是由电子进入质子后形成的。查德威克验证了卢瑟福的预言,原子核中确实存在着中性的、质量几乎与质子相同的粒子,。并把它叫作中子(n )。中子的质量为m 1.6749286 1027 kg。n子和中子的个数并不相同。原子核中的三个整数核子数:质子和中子质量差别非常微小,二者统称为核子,所以质子数和中子数之和叫核子数。(Z)

27、:原子核所带的电荷总是质子所带电荷的整数倍,通常用这个整数表示原子核的电荷量,叫作原子核的电荷数。(A):原子核的质量等于核内质子和中子的质量的总和,而质子与中子的质量几乎相等,所以原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍,这个整数叫作原子核的质量数。原子核中的两个等式核电荷数=质子数(Z)=元素的原子序数=核外电子数质量数(A)=核子数=质子数+中子数数决定了核外电子数,也决定了电子在核外的分布情况,进而决定了这种元素的化学性质,因而同位素具有相同的化学性质。【放射性元素的衰变】考纲要求:1 粒子或粒子(并不表明原子核内有 粒子或粒子, 粒子是2.衰变规律:原子核衰变时,前后的电荷数和质量数

28、都守恒。发生一次 A4,Z2,2AX ZA4Y Z24He2发生一次AZ1,1AX ZAY 0eZ11放射性的原子核在发生衰变时，蕴藏在核内的能量会被释放出来,原子核释放出一个 光子取一系列不连续的数值,因此也存在着能级,同样是能级越低越稳定。放射性的原子核在发生 衰变时,蕴藏在核内的能量会释放出来,使产生的新核处于高能级（激发态）,这时它要向低能级跃迁,能量以光子的形式辐射出来。因此, 射线经常是伴随 射线和射线产生的。连接。(质量亏损)而释放出核能。当放射性物质发生连续衰变时,原子核中有的发生 衰变,有的发生衰变,同时伴随着 射线的产生,这时可连续放出三种射线。 衰变规律的比较衰变类型衰变

29、类型衰变方程衰变A X A4Y 4He衰变AX AY 0eZZ 22ZZ11衰变实质22 个中子结合成一个整体射出电子21H 2 1n 1024He01n 1H 10e1衰变规律 电荷数守恒、质量数守恒、动量守恒衰变次数的确定方法AX 经过n 次 衰变和m 次ZAY AX ZZ mZ20e 。根据质1AA量数守恒和电荷数守恒可列方程 A A4nZ Z2nm由以上两式联立解得n 4，AAm2Z Z 由此可见确定衰变次数可归结为求解一个二元一次方程组。方法二：因为衰变对质量数无影响，可先由质量数的改变确定 衰变的次数，然后根据衰变规律确定衰变的次数。两类核衰变在磁场中的径迹静止核在磁场中自发衰变，

30、其轨迹为两相切圆， 衰变时两圆内切，根据动量守恒mv m v 和r mv知，半径小的为新核，半径大的为 粒子或粒子，其特点对比1 12 2Bq 衰变匀强磁场中轨迹AX ZA4Y Z224He两圆外切， 粒子半径大匀强磁场中轨迹衰变AX AY 0eZZ11径大原子核衰变问题的综合分析转化和守恒定律的综合应用。它可从几个方面分别进行分析。设有一个质量为M的原子核,原来处于静止状态当发生一次(或 )衰变后,释放的0粒子的质量为m,速度为v,产生的反冲核的质量为M ,速度为V ,同时辐射出一个相等光子。动量守恒关系0mvMV 或mvMVB的匀强磁场时,将在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动,轨道半径的大小

31、因为粒子与反冲核的动量大小相等,所以轨道半径与电量成反比,即mv1Z 2RZ 2R ，当发生衰变时 BqqR，当发生 衰变时 2R1MM运行周期的长短在同样的条件下,运行周期与粒子和反冲核的质荷比成正比,即 T 2m mBqq 。径迹的特点粒子的轨道半径大,反冲核的轨道半径小。 粒子与反冲核带同种电荷,圆轨道 射线的径迹为与反冲核的径迹相切的直线。【半衰期】考纲要求:定义:放射性元素的原子核每衰变一半所需要的时间叫作半衰期：(1)半衰期是一种统计规律半衰期是大量放射性原子核所遵循的必然规律,至于个别原子核在什么时侯衰变,完全具有偶然性。越长；反之,元素越不稳定,寿命越短。放射性元素是处于游离状

32、态还是化合状态,都不能改变其半衰期。1 t1 t公式: N余=N(原 2，m=m余(2式中N原、m表示衰变前的放射性元素的原子数原和质量, N余、m表示衰变后尚未发生下一次衰变的放射性元素的原子数和质量， t 表示衰变余T 表示半衰期。率一定，不同的放射性元素半衰期不同。【探测射线的方法】存在,这些现象主要是:使气体电离;使照相底片感光;使荧光物质产生荧光科研中常用的探测射线的仪器:威耳逊云室线从窗口射入),先往云室里加少量的酒精,使室内充满酒精的饱和蒸气,然后使活塞迅 进速向些雾滴沿射线经过的路线排列,于是就显示出了射线的径迹。这种云室是英国物理学家威耳逊1912气泡室：气泡室的原理同云室的

33、原理类似,所不同的是气泡室。围就有气泡形成,从而显示射线径迹。盖革-米勒计数器的中间有一条接正极的金属丝,管中装有低压的惰性气体和少量的酒精蒸气或溴蒸气。射线粒子进入管室内时,它使管内的气体电离,产生电子。这样,一束射线粒子进入管中后可以电子仪器可以把放电次数记录下来。【放射性的应用与防护】考纲要求:正电子等都是通过原子核的人工转变而被发现的。原子核人工转变的三大发现:191914N 74He 217O 1H8119329Be 4He 12C 1n42601934居里夫妇发现放射性同位素和正电子的核反应27Al 13 230P 1n150 1530Si 0e141原子核的人工转变就是一种核反应

34、,和衰变过程一样,在核反应中,质量数和核电荷数都守恒。一千多种,因而使放射性同位素具有广泛的应用。放射性同位素的应用(1)利用放射性同位素放出的射线( 射线、 射线)的不同特性去照射物体,达到各种目的：利用放出的 射线检查金属部件是否存在砂眼、裂痕等,即利用 射线进行探伤。和密封容器中的液体的高度等,从而实现自动控制。利用放射线使空气电离而把空气变成导电气体,以除去化纤、纺织品上的静电。(2)做示踪原子由于放射性同位素跟同种元素的非放射性同位素具有相同的化学性质,如果在某种元素里掺进一些放射性同位素那么元素无论走到哪里,它的放射性同位素也经过同样的过程。而放射性元素不断地放出射线,再用仪器探测

35、这些射线,即可知道元素的行踪,这种用途的放射性同位素叫示踪原子例如,在给农作物施肥时,在肥料里放一些放射性同位素,这样可以知道农作物学研究方面,同位素示踪技术也起着十分重要的作用。(3)半衰期的应用：在地质和考古工作中,利用放射性衰变的半衰期来推断地层或古代文物年代。4.辐射与防护一些物理、化学、生化变化。如果人体受到长时间大剂量的射线照射,就会使器官组织的细胞DNA照射时,人常常会出现头痛、四肢无力、贫血等多种症状,甚至死亡。空气、用具、工作场所的污染,要防止射线过多地、长时间地照射人体。成稳定的原子核。特点：核力是短程力,只在约1.51015 m 的极短距离内有核力的作用,超过这个距离核力

36、就迅速减小到零。所以每个核子只跟它相邻的核子间才有核力作用。核力是很强的力,它足以克服质子间库仑斥力,使核子结合成原子核。核力与核子是否带电无关。质子与质子间、质子与中子间、中子与中子间都可以有核力作用。核力按力的分类上看,属于按性质分的力。【重核与轻核结合能】考纲要求:应的原子核叫轻核。重重的原子核,中子数大于质子数,越重的两者相差越多。结合能结合能：由于核子间存在着巨大的核力作用,要把原子核拆散成核子,需要克服核力做巨大这就是原子核的结合能。一个氘核被拆成一个中子和一个质子,需要的能量等于或大于2.2MeV的 光子照射的能量核反应方程为 2H 11H 11n。0相反的过程,当一个中子和一个

37、质子结合成一个氘核时会释放出2.2MeV 的能量.这个能量以 1H 11n 02H 。1由于核力的存在,核子结合成原子核时要放出一定能量,原子核分解成核子时要吸收同高。A5060的原子核比结合能最大。结合能都会增加,即核子将发生新的质量亏损,释放新的结合能。【质量亏损和质能方程】考纲要求:质量亏损：原子核的质量小于组成它的核子的质量之和,这个现象叫做质量亏损。在核反应核反应中才能明显地表现出来。质量亏损表明,的确存在着原子核的结合能。E mc2(1)E 和质量m 之间存在着密切的关系,即E mc2 ,式中c为真空中的光速。(2)质能方程的本质质量或能量是物质的属性之一,绝不能把物质和它们的某一

38、属性(质量和能量)等同起来。质能方程揭示了质量和能量的不可分割性,方程建立了这两个属性在数值上的关系,量可以相互转化。质量亏损不是否定了质量守恒定律,根据爱因斯坦的相对论,辐射出的 光子静质量立。【重核裂变】考纲要求:使重核分裂成中等质量的原子核的核反应叫做重核的裂变。重核裂变的特点： (1)裂变释放的能量很大(2)裂变产物具有多样性：同一原子核,可以裂XeSrBa)Kr SbNb)等等。(3)裂变产物具有放射性：裂变产生的新核都具有放射性,经过一系列 衰变或直接发射中子后,才能成为稳定的原子核.所以,裂变是人工获取放射性同位素的重要方法(4)裂变能产生多个中 子，裂变是人工获取中子的重要方法

39、。(5)裂变可以引起链式反应：一个重核裂变时,会同时放出23个中子,进而使23个重核裂变,产生更多的中子,引起更多的重核裂变。这种自动维持的重核裂变,叫作链式反应,因此裂变是获取大量原子核能的基本方法之一。链式反应发生的条件：(1)铀块的体积大于临界体积.当体积超过临界体积时,就能保证中子能够碰到铀核(2)有足够浓度的铀 235(3)有足够数量的慢中子重核裂变核能的计算方法根据质量亏损计算根据核反应方程,计算核反应前和核反应后的质量亏损mE mc2 或E mc2 计算核能.其中m 的单位是kg ，c 3.0108 m / s ，E 的单位是J。利用原子质量单位u 和电子伏特计算明确原子质量u

40、和电子伏特间的关系 由1u 1.66061027 kg ,1eV 1.61019 J ,得E mc2 931.5MeV根据1u )相当于931.5MeV 能量,用核子结合成原子核时质量亏损的原子质量单位数乘以931.5MeV来计算核能,即 E m931.5MeV 。【核电站的组成】组成部分组成部分裂变材料慢化剂（减速剂）材料浓缩铀通水石墨水钢筋混凝土作用提供核燃料使裂变产生的快中子减速，使之容易被铀 235 吸收控制棒反射层防护层吸收减速后的中子，控制反应强度阻止中子逃逸防止射线泄露，对人体及其他生物体产生伤害【裂变反应堆】考纲要求:中子。但是,裂变产生的是速度很大的快中子,因此还要设法使快中

41、子减速。为此,在铀棒周围要放“慢化剂”,快中子跟慢化剂中的原子核碰撞后,中子能量减少,变为慢中子。常用的慢化剂有石墨、重水和普通水(也叫轻水)。为了调节中子数目以控制反应速度,还需要在铀棒之间插进一些镉棒。镉吸收中子的一些。这种镉棒叫做控制棒。建造核电站时需要特别注意防止射线对人体的伤害,还要防止放射性物质对水源、空【核聚变】考纲要求:核聚变:两个轻核结合成质量较大的核,这样的核反应叫作核聚变。3H 12H 14He 1n20核聚变的基本途径:为了使轻核发生聚变，必须使两个轻核的距离减小到r 1015 m，因此就必须克服强大的库仑斥力。一般可以通过两种途径解决：人工核反应：如利用加速器将氘加速

42、到所需的能量(约72KeV )，轰击含氚的靶。但是，这种方法引起聚变的几率极低。一般，百万个氘核打在靶上，只有一个氘核发生聚变。的超高温，使其在极短的时间内起发生聚变。因此，聚变又叫热核反应。聚变反应特点：聚变反应一旦发生，就不再需要外界给它能量，靠自身产生的热就会使反应107 K 以上，其反应就是热核反应的实例。目前，热核反应主要用在核武器上，那就是氢弹；太阳的主要成分是氢，太阳的能量就是核聚变产生的。(1)轻核聚变产能效率高(2)地球上聚变燃料的储量丰富(3)轻核聚变更安全、清洁核聚变（受控热核反应）控制方法托卡马克)聚变的应用：(1)核武器氢弹可控热核反应,目前处于探索阶段聚变与裂变的区别方法重核的裂变、轻核的聚变都能释放出巨大的核能,但两者是不同的。其区别方法如下：个轻核聚变(结合)成一个中等质量的原子核,放出巨大的能量。放出能量的大小不同：重核裂变时,平均每个核子释放的能量约为1MeV ；而轻核聚变时,平均每个核子释放出3MeV 以上的能量,即聚变比裂变能放出更多的能量。多。铀在地球上储量有限。裂变放出能量；而聚变反应的可控制性比较困难。轻核聚变释