物理选修知识点归纳

物理选修3-5学问点总结一、量子理论的建立黑体和黑体辐射、1假设某种物体能够完全吸取入射的各种波长电磁波而不发生反射，这种物体就是确定黑体，简称黑体。黑体辐射的规律为：温度越高各种波长的辐射强度都增加辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。〔普朗克的能量子理论很好的解释了这一现象〕量子理论的建立1900年德国物理学家普朗克提出振动着的带电微粒的能量只能是某个最小能量值ε的数倍，这个不行再分的能量值ε叫做能量子 ε=hν h为普朗克常数〔6.63×10-34J.S〕1、光电效应〔说明光子具有能量〕光的电磁说使光的波动理论进展到相当完善的地步，但是它并不能解释光电效应的现象。在光〔包括不行见光〕的照耀下从物体放射出电子的现象叫做光电效应，放射出来的电子叫光电子。光电效应的争论结果：①存在饱和电流，这说明入射光越强，单位时间内放射的光电子数越多；②存在遏止电压：当所加电压U为0时，电流I并不为0。只有施加反向电压，也就是阴极接电源正极阳极接电源负极，在光电管两级形成0。使光电流减小到0的反向电压Uc称为遏止电压Ek

=eU

。遏止电压的c存在意味着光电子具有肯定的初速度；③截止频率：光电子的能量与入射光的频率有关，而与入射光的强弱无关，当入射光的频率高于截止频率时才能发生光电效应v=wc 放射几乎是瞬时的，一般不超过10-s。

/h；④光电效应具有瞬时性：光电子的规律：①任何一种金属，都有一个极限频率，．，才能产生光电效应；低而；③入射光照到金属上时，，一般不超过10-9s；④当入射光的频率大于极限频率时，光电流的强度与入射光的强度成正比。推断和描述时应理清三个关系：①光电效应的实质(单个光子与单个电子间相互作用产生的)．②光电子的最大初动能的来源(金属外表的自由电子吸取光子后抑制逸出功逸出后具有的动能)．③入射光强度与光电流的关系(当入射光的频率大于极限频率时间电流的强度与入射光的强度成正比)．定量分析时应抓住三个关系式：①爱因斯坦光电效应方程：Ek

＝hν－W.0②最大初动能与遏止电压的关系：Ek

＝eU.c③逸出功与极限频率的关系：W0＝hν02、光本身就是由一个个不行分割的能量子组成的，频率为ν的光的能量子为hν。这些能量子被成为光子。3EK

=h-WO截止 O k h =W〔E是光电子的．；W是逸出功，即从截止 O k 的功。〕三、康普顿效应〔说明光子具有动量〕1、1918-1922年康普顿〔美〕在争论石墨对X射线的散射时觉察：光子在介质中和物质微粒相互作用，可以使光的传播方向发生转变，这种现象叫。2、在光的散射过程中，有些散射光的波长比入射光的波长略。3p=h/λ又用无可辩驳的事实说明光是一种粒子，由于光既有波动性，又有粒子性，只能认为光具有波粒二象性。但不行把光当成宏观观念中的波，也不行把光当成宏观观念中的粒子。少量的光子表现出粒子性，大量光子运动表现为波动性；光在传播时显示波动性，与物质发生作用时，往往显示粒子性；频率小波长大的波动性显着，频率大波长小的粒子性显着。2、光子的能量E=hν，光子的动量p=h/λ表示式也可以看出，光的波动性和粒子性并不冲突：表示粒子性的粒子能量和动量的计算式中都含有表示波的特征的物理量——频率ν和波长λ。由以上两式和波速公式c=λν还可以得出：Epc。3、物质波：1924年德布罗意〔法〕提出，实物粒子和光子一样具有波动性，任何一个着的物体都有一种与之对应的波，波长λ=h/p这种波叫物质波，也叫德布罗意波。〔电子的衍射图样；电子显微镜的区分率为何远远高于光学显微镜〕、概率波〔了解〕从光子的概念上看，光波是一种概率波。〔了解△x△p=h/4π，xp表示粒子在x确定量。五、原子核式模型机构1897年，提出原子的枣糕模型，揭开了争论原子构造的序幕〔原子可再分〕。〔谁觉察了阴极射线是汤姆孙吗〕2、1909年起英国物理学家卢瑟福做了α粒子轰击金箔的试验，即α粒子散射试验，得到出乎意料的结果：绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，少数α粒子却发生了较大的偏转，并且有极少数α粒子偏转角超过了90°，有的甚至被弹回，偏转角几乎到达180°。〔P图〕533、卢瑟福在1911年提出原子的核式构造学说：在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里围着核旋转。依据这个学说，可很好地解释α粒子散射试验结果，α粒子散射试验的数据还可以估量原子核的大小〔数量级为1-15m〕和原子核的正电荷数。 原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数六、氢原子的光谱1、光谱的种类：〔1〕放射光谱：物质发光直接产生的光谱。炎热的固体、液体及高温高压气体发光产生连续光谱；淡薄气体发光产生线状谱，不同元素的线状谱线不同，又称特征谱线。吸取光谱：连续谱线中某些频率的光被淡薄气体吸取后产生的光谱，元素能放射出何种频率的光，就相应能吸取何种频率的光，因此吸取光谱也可作元素的特征谱线。2、氢原子的光谱是线状的〔即辐射波长是分立的。3、基尔霍夫开创了光谱分析的方法利用元素的特征谱线〔线状谱或吸取光谱〕鉴别物质的分析方法。七、原子的能级1、卢瑟福的原子核式构造学说跟经典的电磁理论发生冲突〔冲突为：a、原子是不稳定的；b、原子光谱是连续谱〕，1913年玻尔〔丹麦〕在其根底上，把普朗克的量子理论运用到原子系统上，提出玻尔理论。2、玻尔理论的假设：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量，这些状态叫做定态。氢原子的各个定态的能量值，叫做它的能级。原子处于最低能级时电些定态叫做激发态。原子从一种定态〔设能量为E〕跃迁到另一种定态〔设能量为En

〕时，它辐射〔或吸取〕肯定频率的光子，光子的能量由这两种定态的能量差打算，即h =En

?E〔3-558〕m原子的不同能量状态跟电子沿不同的圆形轨道绕核运动相对应。原子的定态是的可能轨道的分布也是的。

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

-13.6eV〔即n 1 n 1 1 1离核最近的〕可能轨道的半径和电子在这条轨道上运动时的能量。4、从高能级向低能级跃迁时放出光子；从低能级向高能级跃迁时可能是吸取光子，也可能是由于碰撞〔碰撞时实物粒子的动能可全部或局部地被电子吸取〕；原子从低能级向高能级跃迁时只能吸取肯定频率的光子；而从某一能级到被电离可以吸取能量大于或等于电离能的任何频率的光子。〔光电效应〕5、一群氢原子处于量子数为n的能级时〔n>1〕，可能辐射出的光谱线条数为N= n(n-1)/2 。6、玻尔模型的成功之处在于它引入了量子概念〔提出了能级和跃迁的概念，能解释气体导电时发光的机理、氢原子的线状谱〕，局限之处在于它过多地保存了经典理论〔经典粒子、轨道等〕，无法解释简单原子的光谱。7、现代量子理论认为电子的轨道只能用电子云来描述。8、可见光hv1.61eV→3.10eV，氢原子能级3242八、原子核的组成1、自然放射现象〔1〕自然放射现象能够说明．〔2〕1896玛丽·居里和皮埃尔·居里经过争论觉察了元素钋和镭。 三种射线在磁场，电场中的运动轨迹〔3〕三种射线的性质①α射线带正电，α粒子就是高速〔0.1C〕的氦原子核，贯穿本领很小，电离作用很强；②β射线带负电，是高速〔0.99C〕电子流，贯穿本领很强〔几毫米的铝板〕，电离作用较弱；③γ射线中电中性的，是波长极短的电磁波，贯穿本领最强〔几厘米的铅板〕，电离作用很小。2、原子核的衰变、半衰期原子核由于放出某种粒子而转变为核的变化叫做原子核的衰〔留意：质量并不守恒。〕。γ射线是射线或β射线产生的，没有单独的γ衰变〔γ衰变：处于〕。α衰变：核内2个中子和2个质子能格外严密地结合在一起，在肯定条件下它们会作为一个整体从较大21n21H4He0 1 2234Th234Pa0e的原子核中被抛射出来，于是，放射性元素就发生了α衰变。例：

90

1

质方程：β衰变：核内的中子转化成了一个质子和一个电子，电子放射到核外，质子留在核中。例：本质方程：放射性元素的需要的时间。放射性元素衰变的快慢是由本身的因素打算，与原子所处的物理状态或化学状态无关，它是。3、原子核的人工转变原子核在其他粒子的轰击下产生核的过程，称为核反响〔原子核的人工转变〕。在核反响中电荷数和质量数都是守恒的。a、1919年卢瑟福用α粒子轰击氮原子核觉察质即氢原子核。核反响方程 一次实现人工转变〕b、卢瑟福预想到原子内存在质量跟质子相等的不带电的中性粒子，即中子。查德威克经过争论觉察中子，核反响方程c、，原子核的电荷数等于其质子数，原子核的质量数等于其质子数与中子数的和。具有一样质子数的原子属于同一种元素；具有一样的质子数和不同的中子数的原子互称同位素。d、1934年，约里奥·居里和伊丽芙·居里夫妇在用α粒子轰击铝箔时，除探测到预料中的中子外，还探测到了正电子。238U234Th4He92902

1n1H0e0 1 1〔这是第一次用人工方法得到放射性同位素。〕人工放射性同位素的优点料简洁处理放射性同位素的应用利用它的射线〔贯穿本领、电离作用、物理和化学效应〕a、工业探伤，测厚度；b、医疗上放射治疗；c、照耀种子，使遗传基因变异，培育优良品种；d、做示踪原子。4、核力与结合能质量亏损A、原子核能够存在是由于核子间存在着强大的核力核力的特点：①核力是强相互作用，在原子尺度内，核力比库仑力大得多②核力是短程力，其作用范围为1.×10-15m0.8×10-15m内为表现为引力，0.×10-15m外表现为斥力，超出1.5×10-15m核子只跟邻近的核子发生核力作用B、自然界中较轻的原子核，质子数与中子数大致相等，对于较重的原子核，中子数大于质子数，越重的元素，两者相差越多。C、结合能：核子结合为原子核时释放的能量或原子核分解为核子时吸取的能量叫原子核的结合能〔核能〕D、比结合能：结合能与核子数之比。比结核能越大，原子核中核子结合的越结实，原子核越稳定。F、我们把核子结合生成原子核，所生成的原子核的质量比生成它的核子的总质量要小些，这种E=mc2质能方程。5、重核的裂变轻核的聚变1、但凡释放核能的核反响都有质量亏损核子组成不同的原子核时，平均每个核子的质量亏损是不同的，所以各种原子核中核子的平均质量不同。核子平均质量小的，每个核子平均放的能多。铁原子核中核子的平均质量最小，所以铁原子核最稳定。但凡由平均质量大的核，生成平均质量小的核的核反响都是释放核能的。21938年德国化学家哈恩和斯特拉斯曼觉察235U＋1n→141Ba＋92Kr＋31n。92 0 56 36 0使其简洁发生，最好使用纯铀235。由于原子核格外小，假设铀块的体积不够大，中子从铀块中通过时，可能还没有遇到铀核就跑到铀块外面去了，因此存在能够发生链式反响的铀块的最小体积，即临界体积、临界质量。发生链式反响的条件是裂变物的体积大于临界体积，并有中子进入。4、核反响堆核燃料235；慢化剂：石墨、重水、一般水〔轻水〕，使快中子减速变成热中子〔慢中子〕镉棒〔掌握棒〕：对中子具有很强的吸取力量，可用于掌握核反响快慢。核裂变的应用有原子弹、核反响堆。、轻核结合成质量较大的核叫聚变例2H＋3H→4He＋1n 发生聚变的条件是：超高温〔几百万度1 1