人教版高中物理选择性必修第三册期末复习全册知识点考点提纲填空练习版（含答案）

第第页人教版高中物理选择性必修第三册期末复习全册知识点考点提纲填空练习版第一章分子动理论1.1\o"1.分子动理论的基本内容"分子动理论的基本内容一、物体是由大量分子组成的1、物体是由分子组成的。2、阿伏加德罗常数(1)定义：1mol的任何物质都含有的粒子数，这个数量用阿伏加德罗常数表示。(2)大小：NA＝mol－1。3、阿伏加德罗常数的应用（1）宏观物理量：物质的质量，体积，密度，摩尔质量，摩尔体积。（2）微观物理量：分子质量，分子体积，分子直径。注意：密度ρ＝eq\f(m,V)＝eq\f(M,Vmol)，但是ρ＝eq\f(m0,V0)是没有物理意义的。（4）宏观量与微观量的桥梁：阿伏加德罗常数是联系宏观物理量与微观物理量的桥梁；根据油膜法测出分子的直径，可算出阿伏加德罗常数；反过来，已知阿伏加德罗常数，根据摩尔质量(或摩尔体积)就可以算出一个分子的质量(或一个分子所占据的体积)。（1）一个分子的质量：m＝eq\f(M,NA)。（2）一个分子的体积：V0＝eq\f(M,ρNA)。（3）一摩尔物质的体积：Vmol＝eq\f(M,ρ)。（4）单位质量中所含分子数：n＝eq\f(NA,M)。（5）单位体积中所含分子数：n′＝eq\f(ρNA,M)。（6）气体分子间的距离：d＝eq\r(3,\f(Vmol,NA))。（7）分子球体模型d＝eq\r(3,\f(6Vmol,πNA))。4、可以把单个分子看成一个立方体，也可以看成是一个个小球.分子模型意义分子大小图例球形模型固体和液体可看成是一个个紧挨着的球形分子排列而成的，忽略分子间的空隙d＝eq\r(3,\f(6V,π))立方体模型气体分子间的空隙很大，把气体分成若干个小立方体，气体分子位于每个小立方体的中心，每个小立方体是平均每个分子占有的活动空间，这时忽略空气分子的大小d＝eq\r(3,V)二、\o"物体做曲线运动的条件"分子热运动1、扩散（1）扩散：不同的物质能够彼此的现象。（2）产生原因：由物质分子的产生的。（3）发生环境：物质处于时，都能发生扩散现象。（4）意义：证明了物质分子永不停息地做。（5）规律：，扩散现象越明显。2、布朗运动（1）概念：把的这种无规则运动叫作布朗运动。（2）产生的原因：大量液体(气体)分子对悬浮微粒撞击的造成的。（3）布朗运动的特点：永不停息、。（4）影响因素：微粒，布朗运动越明显，温度越高，布朗运动越激烈。（5）意义：布朗运动反映了液体(气体)分子运动的无规则性。3、热运动（1）定义：分子永不停息的运动；其中温度是分子热运动剧烈程度的标志。（2）宏观表现：现象和布朗运动。（3）特点：①永不停息；②运动；③温度越高，分子的热运动。4.布朗运动与热运动的区别与联系项目布朗运动热运动不同点研究对象悬浮微粒分子观察难易程度可以在显微镜下看到，肉眼看不到在显微镜下看不到相同点①无规则；②永不停息；③温度越高越剧烈联系周围液体（气体）分子的热运动是布朗运动产生的原因，布朗运动反映了液体（气体）分子的热运动三、\o"物体做曲线运动的条件"分子间的作用力1、分子间有空隙（1）气体分子的空隙：气体很容易被压缩，说明气体分子之间存在着。（2）液体分子间的空隙：水和酒精混合后总体积会减小，说明液体分子间有。（3）固体分子间的空隙：压在一起的金片和铅片，各自的分子能扩散到对方的内部，说明固体分子间也存在着。2、分子间作用力（1）当用力物体时，物体内各部分之间要产生反抗拉伸的作用力，此时分子间的作用力表现为。（2）当用力物体时，物体内各部分之间会产生反抗压缩的作用力，此时分子间的作用力表现为。说明：分子间的作用力指的是分子间相互作用引力和斥力的。2、分子间的作用力与分子距离的关系（1）分子间的作用力F跟分子间距离r的关系如图所示。①当r＜r0时，分子间的作用力F表现为斥力。②当r＝r0时，分子间的作用力F为0；这个位置称为平衡位置。③当r＞r0时，分子间的作用力F表现为引力。（2）产生原因：由原子内部的引起的。四、\o"物体做曲线运动的条件"分子动理论1、分子动理论：把物质的和规律看作微观粒子热运动的表现而建立的理论；由于分子热运动是的，对于任何一个分子都具有，但对大量分子的整体而言，表现出规律性。2、基本内容：物体是由组成的；分子在做运动；分子之间存在着。1.2\o"2.实验：用油膜法估测油酸分子的大小"实验：用油膜法估测油酸分子的大小1、实验目的：用油膜法估测油酸分子的大小。2、实验原理：当把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时，油酸就在水面上散开，其中的酒精溶于水中并很快挥发，在水面上形成一层纯油酸的单分子层薄膜，如图所示，如果把分子看成球形，单分子油膜的厚度就可以认为等于油酸分子的直径。实验中如果算出一定体积V的油酸在水面上形成的单分子油膜的面积S，即可算出油酸分子直径的大小，即d＝eq\f(V,S)。3、实验器材：清水、酒精、油酸、量筒、浅盘(边长约为30cm～40cm)、注射器(或滴管)、玻璃板、彩笔、痱子粉(或石膏粉)、坐标纸、容量瓶(500mL)。4、实验步骤（1）在浅盘中倒入约2cm深的水，将爽身粉均匀撒在水面上。（2）用注射器往小量筒中滴入1mL油酸酒精溶液，记下滴入的滴数n，算出一滴油酸酒精溶液的体积V0。（3）将一滴油酸酒精溶液滴在浅盘的液面上。（4）待油酸薄膜形状稳定后，将玻璃放在浅盘上，用水彩笔(或钢笔)画出油酸薄膜的形状。（5）将玻璃放在坐标纸上，算出油酸薄膜的面积S；或者玻璃板上有边长为1cm的方格，则也可通过数方格数，算出油酸薄膜的面积S。（6）根据已配好的油酸酒精溶液的浓度，算出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V。（7）计算油酸薄膜的厚度d＝eq\f(V,S)，即为油酸分子直径的大小。5、注意事项（1）实验前，必须把所有的实验用具擦洗干净，实验时吸取油酸、酒精和溶液的移液管要分别专用，不能混用，否则会增大误差，影响实验结果。（2）待测油酸面扩散后又收缩，要在稳定后再画轮廓，扩散后又收缩有两个原因：一是水面受油酸液滴的冲击凹陷后又恢复；二是酒精挥发后液面收缩。（3）本实验只要求估算分子大小，实验结果的数量级符合要求即可。（4）爽身粉不宜撒得过厚，油酸酒精溶液的浓度以小于eq\f(1,1000)为宜。（5）向水面滴油酸酒精溶液时，应靠近水面，不能离水面太高，否则油膜轮廓难以形成。6、数据分析（1）一滴油酸溶液的平均体积：eq\o(\s\up12(—),V)＝eq\f(N滴油酸溶液的体积,N)。（2）一滴油酸溶液中含纯油酸的体积：V＝eq\o(\s\up12(—),V)×油酸溶液的体积比。(体积比＝eq\f(纯油酸体积,溶液的体积))。（3）油膜的面积S＝n×1cm2。(n为有效格数，小方格的边长为1cm)。（4）分子直径d＝eq\f(V,S)(代入数据时注意统一单位)。1.3\o"3.分子运动速率分布规律"分子运动速率分布规律一、气体分子运动的特点1、随机事件与统计规律（1）必然事件：在一定条件下，若某事件出现，这个事件叫作必然事件。（2）不可能事件：若某事件出现，这个事件叫作不可能事件。（3）随机事件：若在一定条件下某事件可能出现，也可能不出现，这个事件叫作随机事件。（4）统计规律：大量的整体往往会表现出一定的规律性，这种规律叫作统计规律。2、气体分子运动的特点（1）运动的自由性：气体分子间距离比较大，分子间的作用力很弱，除相互碰撞或者跟器壁碰撞外，可以认为分子，因而气体会充满它能到达的。（2）运动的无序性：分子之间频繁地发生碰撞，使每个分子的速度大小和方向频繁地改变，分子的运动，在某一时刻，向着任何一个方向运动的分子都有，而且向着各个方向运动的气体分子数目几乎相等。二、\o"物体做曲线运动的条件"分子运动速率分布图像1、温度越高，分子热运动。2、气体分子速率呈“”的规律分布，当温度升高时，某一分子在某一时刻它的速率不一定增加，但大量分子的平均速率一定增加，而且“中间多”的分子速率值增加如图所示。注意：温度升高不是每个分子的速率都变大，而是速率大的占的百分比变大。三、\o"物体做曲线运动的条件"气体压强的微观解释1、产生原因：气体的压强是由气体中大量做无规则热运动的分子对器壁不断地碰撞产生的。压强就是在器壁上受到的压力。2、决定气体压强大小的微观因素（1）与气体有关：气体分子数密度(即单位体积内气体分子的数目)越大，在单位时间内，与单位面积器壁碰撞的分子数就越多，气体压强就越大。（2）与气体有关：气体的温度越高，气体分子的平均速率就越大，每个气体分子与器壁碰撞时(可视为弹性碰撞)给器壁的冲力就越大；从另一方面讲，分子的平均速率越大，在单位时间内器壁受气体分子撞击的次数就越多，累计冲力就越大，气体压强就越大。3、决定气体压强大小的宏观因素（1）与有关：体积一定时，温度越高，气体的压强越大。（2）与有关：温度一定时，体积越小，气体的压强越大。4、气体压强与大气压强的区别与联系气体压强大气压强区别①因密闭容器内的气体分子的数密度一般很小，由气体自身重力产生的压强极小，可忽略不计，故气体压强由气体分子碰撞器壁产生②大小由气体分子的数密度和温度决定，与地球的引力无关③气体对上下左右器壁的压强大小都是相等的①由于空气受到重力作用紧紧包围地球而对浸在它里面的物体产生的压强．如果没有地球引力作用，地球表面就没有大气，从而也不会有大气压强②地面大气压强的值与地球表面积的乘积，近似等于地球大气层所受的重力值③大气压强最终也是通过分子碰撞实现对放入其中的物体产生压强联系两种压强最终都是通过气体分子碰撞器壁或碰撞放入其中的物体而产生的1.4\o"4.分子动能和分子势能"分子动能和分子势能一、分子动能1、分子动能:做的分子也具有动能，这就是分子动能。2、分子的平均动能:热现象研究的是大量分子运动的整体表现，重要的不是系统中某个分子的动能大小，而是所有分子的动能的平均值，叫作分子热运动的。3、温度的微观解释:温度是物体分子热运动的标志。注意：（1）温度相同，分子平均动能相等，而不同种类的分子平均速率不相等。（2）由于分子运动的无规则性，在某时刻物体内部各个分子的动能大小不一，就是同一个分子，在不同时刻的动能也是不同的，所以单个分子的动能没有意义。（3）物体温度升高，分子热运动加剧，分子的平均动能增大，但并不是每一个分子的动能都变大。二、\o"物体做曲线运动的条件"分子势能1、定义：分子间存在相互作用力，可以证明分子间的作用力所做的功与路径，分子组成的系统具有。2、决定因素（1）宏观上：分子势能的大小与物体的有关。（2）微观上：分子势能与分子间的有关。3、分子势能与分子间距离的关系如图所示（1）当r>r0时，分子力表现为，若r增大，需克服引力做功，分子势能增加。（2）当r<r0时，分子力表现为，若r减小，需克服斥力做功，分子势能增加。（3）当r＝r0时，分子力为零，分子势能。4、分子势能的特点：由分子间的相对位置决定，随分子间距离的变化而变化；分子势能是标量，正、负表示的是大小，具体的值与零势能点的选取有关。注意：由于物体分子间距离变化的宏观表现为物体的体积变化，所以微观的分子势能变化对应于宏观的物体体积变化；但不能理解为物体体积越大，分子势能就越大，因为分子势能除了与物体的体积有关外，还与物态有关；同样是物体体积增大，有时体现为分子势能增大(在r＞r0范围内)，有时体现为分子势能减小(在r＜r0范围内)；例如，0℃的水结成0℃的冰后，体积变大，但分子势能却减小了。三、\o"物体做曲线运动的条件"物体的内能1、定义：物体中所有分子的的总和。2、内能的普遍性：组成任何物体的分子都在做，所以任何物体都具有内能。3、决定因素（1）在微观上，物体的内能取决于物体所含；（2）在宏观上，物体的内能取决于物体所含。4、内能与机械能的区别和联系项目内能机械能对应的运动形式微观分子热运动宏观物体机械运动能量常见形式分子动能、分子势能物体动能、重力或弹性势能能量存在原因由物体内大量分子的无规则热运动和分子间相对位置决定由物体做机械运动和物体形变或与地球的相对位置决定影响因素物质的量、物体的温度和体积及物态物体的机械运动的速度、离地高度(或相对于零势能面的高度或弹性形变)是否为零永远不能等于零一定条件下可以等于零联系在一定条件下可以相互转化5、物态变化对内能的影响：一些物质在物态发生变化时，如冰的熔化、水在沸腾时变为水蒸气，温度不变，此过程中分子的平均动能不变，由于分子间的距离变化，分子势能变化，所以物体的内能变化。第二章气体、固体和液体2.1温度和温标一、状态参量与平衡态1、热力学系统和外界(1)热力学系统：由组成的研究对象叫作热力学系统，简称系统。(2)外界：系统之外与系统发生的其他物体统称外界。2、状态参量：用来描述的物理量，常用的状态参量有体积V、压强p、等。3、平衡态：在没有外界影响的情况下，系统内各部分的达到的稳定状态。(1)热力学的平衡态是一种动态平衡，组成系统的分子仍在不停地做无规则运动，只是分子运动的平均效果不随时间变化，表现为系统的宏观性质不随时间变化，而力学中的平衡态是指物体的运动状态处于静止或匀速直线运动的状态。(2)平衡态是一种理想情况，因为任何系统完全不受外界影响是不可能的．系统处于平衡态时，由于涨落，仍可能发生偏离平衡状态的微小变化。(3)两个系统达到热平衡后再把它们分开，如果分开后它们都不受外界影响，再把它们重新接触，它们的状态不会发生新的变化．因此，热平衡概念也适用于两个原来没有发生过作用的系统．因此可以说，只要两个系统在接触时它们的状态不发生变化，我们就说这两个系统原来是处于热平衡的。二、\o"物体做曲线运动的条件"热平衡与温度1、热平衡：两个相互接触的热力学系统，经过一段时间，各自的状态参量，说明两个系统达到了平衡，这种平衡叫作。2、热平衡定律：如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于。3、温度：热平衡中，表征“共同的”的物理量。4、热平衡的性质：达到热平衡的系统都具有相同的。5、热平衡定律的意义：热平衡定律又叫热力学第零定律，为温度的测量提供了理论依据，因为互为热平衡的物体具有相同的温度，所以比较各物体温度时，不需要将各个物体直接接触，只需将作为标准物体的温度计分别与各物体接触，即可比较温度的高低。三、\o"物体做曲线运动的条件"温度计与温标1．确定一个温标的方法(1)选择一种物质。(2)了解测温物质用以测温的某种性质。(3)确定温度的和的方法。2．热力学温度T与摄氏温度t(1)摄氏温标：一种常用的表示温度的方法．规定标准大气压下为0℃，为100℃，在0℃和100℃之间均匀分成100等份，每份算做1℃。(2)热力学温标：现代科学中常用的表示温度的方法，热力学温标表示的温度叫，用符号表示，单位是，符号为。(3)摄氏温度与热力学温度的关系为T＝。2.2气体的等温变化一、气体的等温变化1、等温变化：的某种气体，在的条件下，其压强与体积变化时的关系叫作气体的等温变化。2．实验探究(1)实验器材：铁架台、、、(压强表)等。注射器下端用密封，上端用柱塞封闭一段，这段是我们的研究对象。(2)数据收集：空气柱的由上方的压力表读出，用刻度尺读出的空气柱乘气柱的横截。用手把柱塞向下压或向上拉，读出体积与压强的几组值。(3)数据处理：以压强p为纵坐标，以体积的倒数eq\f(1,V)为横坐标建立直角坐标系，将收集的各组数据描点作图，若图像是过原点的直线，说明压强跟体积的倒数成，即压强跟体积成。注意：作p—V图像双曲线不好判定，作p—eq\f(1,V)图像是过原点的倾斜直线，易判定压强跟体积成反比。二、\o"物体做曲线运动的条件"玻意耳定律1、玻意耳定律：一定质量的某种气体，在温度不变的情况下，压强p与体积V成反比。(1)公式：(常量)或。(2)适用条件：①气体质量不变、不变。②气体温度不太低、压强不太大。2、气体的等温变化的p­V图像(1)p—V图像：一定质量的气体的p—V图像为一条，如图甲所示。甲乙(2)p—eq\f(1,V)图像：一定质量的气体的p—eq\f(1,V)图像为过原点的，如图乙所示。2.3气体的等压变化和等容变化一、气体的等压变化1、等压变化：一定质量的某种气体，在时，体积随温度变化的过程叫作气体的等压变化。2、盖—吕萨克定律(1)内容：一定质量的某种气体，在压强不变的情况下，其体积V与热力学温度T成正比。(2)公式：或eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)。(3)适用条件：气体；气体。(4)等压变化的图像：由V＝CT可知在V­T坐标系中，等压线是一条通过坐标原点的倾斜的直线。对于一定质量的气体，不同等压线的斜率不同。斜率越小，压强越大，如图所示，p2>p1。3、一定质量的某种气体，在等压变化过程中(1)V－T图像：气体的体积V随热力学温度T变化的图线是过原点的倾斜直线，如图甲所示，且p1<p2，即斜率越小，压强越大。(2)V－t图像：体积V与摄氏温度t是一次函数关系，不是简单的正比例关系，如图乙所示，等压线是一条延长线通过横轴上－273.15℃的倾斜直线，且斜率越大，压强越小，图像纵轴的截距V0是气体在0℃时的体积。4、应用盖－吕萨克定律解题的一般步骤(1)确定研究对象，即被封闭的一定质量的气体。(2)分析被研究气体在状态变化时是否符合定律的适用条件：质量一定，压强不变。(3)确定初、末两个状态的温度、体积。(4)根据盖－吕萨克定律列式求解。(5)求解结果并分析、检验。二、\o"物体做曲线运动的条件"气体的等容变化1、等容变化：一定质量的某种气体，在体积不变时，压强随温度变化的过程。2、查理定律(1)内容：一定质量的某种气体，在的情况下，。(2)公式：或eq\f(p1,T1)＝eq\f(p2,T2)。(3)等容变化的图像：从图甲可以看出，在等容过程中，压强p与摄氏温度t是一次函数关系，不是简单的正比例关系。但是，如果把图甲中的直线AB延长至与横轴相交，把交点当作坐标原点，建立新的坐标系(如图乙所示)，那么这时的压强与温度的关系就是正比例关系了。图乙坐标原点的意义为气体压强为0时，其温度为0K。可以证明，新坐标原点对应的温度就是0K。甲乙(4)适用条件：气体的，气体的。说明：气体做等容变化时，压强p与热力学温度T成正比，即p∝T，不是与摄氏温度t成正比，但压强变化量Δp与热力学温度变化量ΔT和摄氏温度的变化量Δt都是成正比的，即Δp∝ΔT、Δp∝Δt。3、一定质量的某种气体，在等容变化过程中(1)p－T图像：气体的压强p和热力学温度T的关系图线是过原点的倾斜直线，如图甲所示，且V1<V2，即体积越大，斜率越小．(2)p－t图像：压强p与摄氏温度t是一次函数关系，不是简单的正比例关系，如图乙所示，等容线是一条延长线通过横轴上－273.15℃的倾斜直线，且斜率越大，体积越小．图像纵轴的截距p0是气体在0℃时的压强。4、应用查理定律解题的一般步骤(1)确定研究对象，即被封闭的一定质量的气体。(2)分析被研究气体在状态变化时是否符合定律的适用条件：质量一定，体积不变。(3)确定初、末两个状态的温度、压强。(4)根据查理定律列式求解。(5)求解结果并分析、检验。三、\o"物体做曲线运动的条件"理想气体1、理想气体：在任何温度、任何压强下都遵从的气体。2、理想气体与实际气体：在零下几十摄氏度、大气压的几倍的条件下，把实际气体看成理想气体来处理。3、理想气体的状态方程：一定质量的某种理想气体，在从某一状态变化到另一状态时，尽管压强p、体积V、温度T都可能改变，但是的乘积与之比保持不变。(1)表达式：①eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)；②eq\f(pV,T)＝C。(2)成立条件：一定质量的。(3)该方程表示的是气体三个状态参量的关系，与中间的变化过程无关。(4)公式中常量C仅由气体的种类和质量决定，与状态参量(p、V、T)无关。(5)方程中各量的单位：温度T必须是热力学温度，公式两边中压强p和体积V单位必须统一，但不一定是国际单位制中的单位。说明：理想气体是一种理想化模型，是对实际气体的科学抽象。题目中无特别说明时，一般都可将实际气体当成理想气体来处理。4、理想气体状态方程与气体实验定律eq\f(p1V1,T1)＝eq\f(p2V2,T2)⇒eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(T1＝T2时，p1V1＝p2V2玻意耳定律,V1＝V2时，\f(p1,T1)＝\f(p2,T2)查理定律,p1＝p2时，\f(V1,T1)＝\f(V2,T2)盖－吕萨克定律))四、\o"物体做曲线运动的条件"对气体实验定律的微观解释1、玻意耳定律的微观解释：一定质量的某种理想气体，时，分子的平均动能是一定的；体积减小时，分子的数密度，单位时间内、单位面积上碰撞器壁的分子数就多，气体的压强就。(1)宏观表现：一定质量的某种理想气体，在温度保持不变时，体积减小，压强增大；体积增大，压强减小。(2)微观解释：温度不变，分子的平均动能不变；体积越小，分子的数密度增大，单位时间内撞到单位面积器壁上的分子数就越多，气体的压强就越大。2、盖－吕萨克定律的微观解释：一定质量的某种理想气体，温度升高时，分子的平均动能，只有气体的体积同时，使分子的数密度，才能保持压强。(1)宏观表现：一定质量的某种理想气体，在体积保持不变时，温度升高，压强增大；温度降低，压强减小。(2)微观解释：体积不变，则分子数密度不变，温度升高，分子平均动能增大，分子撞击器壁的作用力变大，所以气体的压强增大。3、查理定律的微观解释：一定质量的某种理想气体，体积保持不变时，分子的数密度保持不变，温度升高时，分子的平均动能，气体的压强。(1)宏观表现：一定质量的某种理想气体，在压强不变时，温度升高，体积增大，温度降低，体积减小。(2)微观解释：温度升高，分子平均动能增大，撞击器壁的作用力变大，而要使压强不变，则需影响压强的另一个因素，即分子的数密度减小，所以气体的体积增大。2.4固体一、晶体和非晶体1、固体可以分为两类，晶体又可以分为。（1）石英、云母、明矾、食盐、硫酸铜、味精等是。（2）玻璃、蜂蜡、松香、沥青、橡胶等是。2、非晶体：则的外形。物理性质：确定的熔化温度。导电、导热、光学等物理性质表现为各向。3、晶体(1)单晶体：天然的规则的几何形状。物理性质：确定的熔点。导电、导热、光学等某些物理性质表现为各向。(2)多晶体：规则的几何形状。物理性质：确定的熔点；导电、导热、光学等物理性质表现为各向。说明：具有各向异性的一定是单晶体，具有各向同性的则可能是非晶体或多晶体。4、对单晶体的各向异性的理解(1)单晶体的各向异性是指单晶体在不同方向上的物理性质不同，也就是沿不同方向去测试单晶体的物理性能时，测试结果不同。通常所说的物理性质包括弹性、硬度、导热性能、导电性能、磁性等。(2)单晶体具有各向异性，并不是说每一种单晶体都能在各种物理性质上表现出各向异性。①云母晶体在导热性能上表现出显著的各向异性——沿不同方向传热的快慢不同。②方铅矿石晶体在导电性能上表现出显著的各向异性——沿不同方向电阻率不同。③立方体形的铜晶体在弹性上表现出显著的各向异性——沿不同方向的弹性不同。④方解石晶体在光的折射上表现出各向异性——沿不同方向的折射率不同。二、\o"物体做曲线运动的条件"晶体的微观结构1、规则性：在各种晶体中，原子(或分子、离子)都是按照一定的排列的，具有的周期性。2、变化或转化：在不同条件下，同种物质的微粒按照在空间排列，可以生成不同的晶体，例如石墨和金刚石。有些晶体可以转化为非晶体，例如天然水晶熔化后再凝固成石英玻璃。3、对晶体的微观解释(1)对单晶体各向异性的解释：图为在一个平面上单晶体物质微粒的排列情况，在沿不同方向所画的等长线段AB、AC、AD上物质微粒的数目不同，线段AB上物质微粒较多，线段AD上较少，线段AC上更少，因为在不同方向上物质微粒的排列情况不同，才引起单晶体在不同方向上物理性质的不同。(2)对晶体具有确定熔点的解释：晶体加热到一定温度时，一部分微粒有足够的动能克服微粒间的作用力，离开平衡位置，使规则的排列被破坏，晶体开始熔化，熔化时晶体吸收的热量全部用来破坏规则的排列，温度不发生变化。4、单晶体、多晶体及非晶体的异同比较分类微观结构宏观表现外形物理性质晶体单晶体组成晶体的物质微粒(原子、分子、离子)在空间按一定规则排列——空间点阵有天然、规则的几何形状各向异性有确定的熔点多晶体由无数的晶体微粒(小晶粒)无规则排列组成没有天然、规则的几何形状各向同性非晶体内部物质微粒是无规则排列的没有确定的熔化温度2.5液体一、液体的表面张力1、表面层：液体表面有一层跟气体接触的，叫作表面层。2、分子力的特点：在液体内部，分子间的平均距离略小于r0，分子间的作用力表现为；在表面层，分子比较，分子间距离略大于，分子间的作用力表现为。3、表面张力(1)定义：液体表面的这种力使液体表面，叫作液体的表面张力。(2)作用效果：使液体表面具有。说明：表面张力使液体表面收缩到最小。4、液体表面张力的成因分析：液体表面层分子比较稀疏，分子间的作用力表现为引力，该引力使液面产生了表面张力，使液体表面形成一层绷紧的膜。5、表面张力及其作用(1)表面张力使液体表面具有收缩趋势，使液体表面积趋于最小，而在体积相同的条件下，球形的表面积最小。(2)表面张力的大小除了跟边界线长度有关外，还跟液体的种类、温度有关。(3)表面张力的方向：和液面相切，垂直于液面上的各条分界线。如图所示。二、\o"物体做曲线运动的条件"浸润和不浸润1、浸润和不浸润(1)一种液体会某种固体并附着在固体的表面上，这种现象叫作；一种液体不会润湿某种固体，也就不会附着在这种固体的表面上，这种现象叫作。(2)浸润和不浸润是作用的表现。2、毛细现象(1)毛细现象：浸润液体在细管中的现象，以及不浸润液体在细管中的现象，称为毛细现象。(2)毛细管内外液面的高度差与毛细管的内径有关，毛细管的内径越小，高度差。3、浸润和不浸润的形成原因(1)附着层内分子受力情况：液体和固体接触时，附着层的液体分子除受液体内部的分子吸引外，还受到固体分子的吸引。(2)浸润的成因：当固体分子吸引力大于液体内部分子力时，这时表现为液体浸润固体。(3)不浸润的成因：当固体分子吸引力小于液体内部分子力时，这时表现为液体不浸润固体。三、\o"物体做曲线运动的条件"液晶1、液晶：像液体一样具有流动性，而其光学性质与某些晶体相似，具有的物质叫液晶。这是介于液态和固态间的一种中间态。2、出现液晶态的条件：液晶是一种特殊物质，有些物质在特定的范围之内具有液晶态，另一些物质，在适当的溶剂中溶解时，在一定范围内具有液晶态。3、液晶的微观结构：通常分子的物质容易具有液晶态。4、液晶的特点(1)液晶是介于固态和液态之间的一种物质状态，既具有液体的流动性，又在一定程度上具有晶体分子的规则排列。(2)液晶具有光学上的各向异性，液晶分子的排列不稳定，微小的外界变动都会改变分子排列，从而改变液晶的某些性质。第三章热力学定律3.1功、热和内能的改变一、焦耳的实验1、绝热过程：系统只由于外界对它做功而与外界交换能量，它外界吸热，也外界放热。2、代表性实验（1）重物下落带动叶片搅拌容器中的水，引起水温。（2）通过电流的热效应给水加热。3、实验结论：要使系统状态通过绝热过程发生变化，做功的数量只由过程始末两个状态决定，而与做功的方式。4、内能：任何一个热力学系统都必定存在一个只依赖于系统自身状态的物理量，这个物理量在两个状态间的差别与外界在绝热过程中对系统所做的功相联系。鉴于功是能量变化的量度，所以这个物理量必定是系统的一种能量，我们把它称为系统的内能。二、\o"物体做曲线运动的条件"功与内能的改变1、功与内能的改变：在热力学系统的绝热过程中，当系统从状态1经过绝热过程达到状态2时，内能的变化量ΔU＝U2－U1，等于外界对系统所做的功W，即ΔU＝。注意：在热力学系统的绝热过程中，外界对系统所做的功仅由过程的始末两个状态决定，不依赖于做功的具体过程和方式。2、在绝热过程中：外界对系统做功，系统的内能增加；系统对外做功，系统的内能。三、\o"物体做曲线运动的条件"热与内能的改变1、热传递(1)条件：物体的温度。(2)定义：两个温度不同的物体相互接触时，温度高的物体要，温度低的物体要，热量从高温物体低温物体。2、热和内能(1)热量：它是在单纯的传热过程中系统的量度。(2)表达式：。(3)热传递与做功在改变系统内能上的异同：①做功和热传递都能引起系统。②做功时是内能与其他形式能的；热传递只是不同物体(或一个物体的不同部分)之间。注意：我们不能说物体具有多少热量，只能说某一过程中物体吸收或放出了多少热量。3、做功和传热在改变物体内能上的区别与联系比较项目做功热传递内能变化外界对物体做功，物体的内能增加；物体对外界做功，物体的内能减少物体吸收热量，内能增加；物体放出热量，内能减少物理实质其他形式的能与内能之间的转化不同物体间或同一物体不同部分之间内能的转移相互联系做一定量的功和传递相同量的热量在改变内能的效果上是相同的3.2\o"2.热力学第一定律"热力学第一定律一、热力学第一定律1、改变内能的两种方式：做功与传热，两者对改变系统的内能是等价的。2、热力学第一定律：一个热力学系统的内能变化量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和。3、热力学第一定律的表达式：ΔU＝Q＋W。4、热力学第一定律不仅反映了做功和热传递这两种改变内能过程是等效的，而且给出了内能的变化量和做功与热传递之间的定量关系，此定律是标量式，应用时热量的单位应统一为国际单位制中的焦耳。二、\o"物体做曲线运动的条件"热力学第一定律的应用1、对公式ΔU＝Q＋W符号的规定符号WQΔU＋体积减小，外界对热力学系统做功热力学系统吸收热量内能增加－体积增大，热力学系统对外界做功热力学系统放出热量内能减少2、热力学第一定律的应用（1）W的正负：外界对系统做功时，W取正值；系统对外界做功时，W取负值。（2）Q的正负：外界对系统传递的热量Q取正值；系统向外界传递的热量Q取负值。3、气体状态变化的几种特殊情况(1)绝热过程：Q＝0，则ΔU＝W，系统内能的增加(或减少)量等于外界对系统(或物体对外界)做的功。(2)等容过程：W＝0，则ΔU＝Q，物体内能的增加量(或减少量)等于系统从外界吸收(或系统向外界放出)的热量。(3)等温过程：始末状态一定质量理想气体的内能不变，即ΔU＝0，则W＝－Q(或Q＝－W)，外界对系统做的功等于系统放出的热量(或系统吸收的热量等于系统对外界做的功)．4、判断气体是否做功的方法一般情况下看气体的体积是否变化。①若气体体积增大，表明气体对外界做功，W<0。②若气体体积减小，表明外界对气体做功，W>0。5、应用热力学第一定律解题的一般步骤(1)根据符号法则写出各已知量(W、Q、ΔU)的正负。(2)根据方程ΔU＝W＋Q求出未知量。(3)再根据未知量结果的正负来确定吸放热情况、做功情况或内能变化情况。3.3\o"3.能量守恒定律"能量守恒定律一、\o"物体做曲线运动的条件"能量守恒定律1、内容：能量既不会，也不会，它只能从一种形式为其他形式，或者从一个物体到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量。2、能量的相互转化：各种形式的能，通过某种力做功可以，例如：利用电炉取暖或烧水，电能转化为内能；煤燃烧，化学能转化为内能。3、与某种运动形式对应的能是否守恒是有条件的不同，能量守恒定律是，它是一切自然现象都遵守的基本规律。4、能量守恒定律的重要意义(1)找到了各种自然现象的公共量度——能量，从而把各种自然现象用定量规律联系起来，揭示了自然规律的多样性和统一性。(2)突破了人们关于物质运动的机械观念的范围，从本质上表明了各种运动形式之间相互转化的可能性，能量守恒定律比机械能守恒定律更普遍，它是物理学中解决问题的重要思维方法，能量守恒定律与电子的发现、达尔文的进化论并称19世纪自然科学中三大发现，其重要意义由此可见。(3)具有重大实践意义，即彻底粉碎了永动机的幻想。二、\o"物体做曲线运动的条件"永动机不可能制成1、永动机：任何动力或燃料，却能不断地对外做功的机器。2、永动机不可能制成的原因：能量守恒定律。3、意义：正是历史上设计永动机的失败，才使后人的思考走上了正确的道路。4、永动机失败的原因分析：如果没有外界热源供给热量，则有U2－U1＝W，就是说，如果系统内能减少，即U2＜U1，则W＜0，系统对外做功是要以内能减少为代价的，若想源源不断地做功，就必须使系统不断回到初始状态，在无外界能量供给的情况下，是不可能的。3.4热力学第二定律一、\o"物体做曲线运动的条件"热力学第二定律1、定义：在物理学中，反映宏观自然过程的的定律。2、热力学第二定律的克劳修斯表述：热量不能从低温物体传到高温物体，阐述的是传热的方向性。3、热力学第二定律的开尔文表述（1）热机①热机工作的两个阶段：第一个阶段是燃烧燃料，把燃料中的变成工作物质的内能；第二个阶段是工作物质对外做功，把自己的内能变成机械能。②热机用于做功的热量一定小于它从高温热库吸收的热量，即W<Q。(2)热力学第二定律的开尔文表述：不可能从单一热库吸收热量，使之，而不产生其他影响。①单一热库：指温度均匀并且恒定不变的系统，若一系统各部分温度不相同或者温度不稳定，则构成机器的工作物质可以在不同温度的两部分之间工作，从而可以对外做功。②其他影响：指除了从单一热库吸收的热量，以及所做的功以外的其他一切影响；或者除了从低温物体吸收热量、高温物体得到相同的热量外，其他一切影响和变化，不是不能从单一热库吸收热量而对外做功，而是这样做的结果，一定伴随着其他变化或影响。4、热力学第二定律的克劳修斯表述和开尔文表述是的。5、热力学第二定律的实质：热力学第二定律的每一种描述，都揭示了大量分子参与宏观过程的方向性，使人们认识到自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性。二、\o"物体做曲线运动的条件"能源是有限的1、能量耗散：(集中度较高)的能量转化为内能，流散到环境中无法重新收集起来加以利用的现象。2、各种形式的能量向内能的转化，是无序程度的状态向无序程度的状态的转化，是能够自动发生、全额发生的。3、能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中的自发变化过程具有方向性。4、能量耗散虽然不会导致能量总量的减少，却会导致的降低，它实际上是将能量从高度有用的形式降级为不大可用的形式。说明：虽然能量总量不会减少，但能源会逐步减少，因此能源是有限的资源。第四章原子结构和波粒二象性4.1普朗克黑体辐射理论一、黑体与黑体辐射1、黑体：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，这种物体就是绝对黑体，简称黑体。（1）黑体是一个理想化的物理模型。（2）黑体看上去不一定是黑的，有些可看成黑体的物体由于自身有较强的辐射，看起来还会很明亮。2、黑体辐射（1）定义：黑体虽然不反射电磁波，却可以向外辐射电磁波，这样的辐射叫作黑体辐射。（2）黑体辐射特点：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。3、黑体辐射的实验规律（1）随着温度的升高，一方面，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。（2）维恩和瑞利的理论解释①建立理论的基础：依据热力学和电磁学的知识寻求黑体辐射的理论解释。②维恩公式：在短波区与实验非常接近，在长波区则与实验偏离很大。③瑞利公式：在长波区与实验基本一致，但在短波区与实验严重不符，由理论得出的荒谬结果被称为“紫外灾难”。二、\o"物体做曲线运动的条件"能量子1、定义：组成黑体的振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍。即能的辐射或者吸收只能是一份一份的。这个不可再分的最小能量值ε叫作能量子。2、表达式：ε＝hν；其中ν是带电微粒的振动频率，即带电微粒吸收或辐射电磁波的频率；h称为普朗克常量，h＝6.62607015×10－34J·s。3、能量的量子化：微观粒子的能量是量子化的，或者说微观粒子的能量是分立的。（1）物体在发射或接收能量的时候，只能从某一状态“飞跃”地过渡到另一状态，而不可能停留在不符合这些能量的任何一个中间状态。（2）在宏观尺度内研究物体的运动时我们可以认为：物体的运动是连续的，能量变化是连续的，不必考虑量子化；在研究微观粒子时必须考虑能量量子化。4.2光电效应一、光电效应1、光电效应：照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出的现象。2、光电子：光电效应中发射出来的电子。3、光电效应的实验规律（1）存在截止频率：当入射光的频率低于截止频率时不发生光电效应。（2）存在饱和电流：在光的频率不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大。（3）存在遏止电压：使光电流减小到0的反向电压Uc，且满足eq\f(1,2)mevc2＝eUc。（4）光电效应具有瞬时性：光电效应几乎是瞬时发生的。4、逸出功：使电子脱离某种金属，外界对它做功的最小值，用W0表示。不同种类的金属，其逸出功的大小。5、光电效应经典解释（1）不应存在截止频率。（2）遏止电压Uc应该与光的强弱有关。（3）电子获得逸出表面所需的能量需要的时间远远大于实验中产生光电流的时间。二、\o"物体做曲线运动的条件"爱因斯坦的光电效应理论1、光子：光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的，频率为ν的光的能量子为hν，其中h为普朗克常量，这些能量子后来称为光子。2、爱因斯坦光电效应方程（1）表达式：hν＝Ek＋W0或Ek＝hν－W0，（2）物理意义：金属中电子吸收一个光子获得的能量是hν，在这些能量中，一部分大小为W0的能量被电子用来脱离金属，剩下的是逸出后电子的初动能Ek。（3）Uc与ν、W0的关系表达式：Uc＝eq\f(h,e)ν－eq\f(W0,e)；Uc－ν图像是一条斜率为eq\f(h,e)的直线。3、对光电效应规律的解释(1)光电子的最大初动能与入射光频率有关，与光的强弱无关。只有当hν>W0时，才有光电子逸出。(2)电子一次性吸收光子的全部能量，不需要积累能量的时间。(3)对于同种颜色的光，光较强时，包含的光子数较多，照射金属时产生的光电子较多，因而饱和电流较大。说明：①光越强，包含的光子数越多，照射金属时产生的光电子就多，因而饱和电流大；②入射光的强度，指单位时间照射在金属单位面积上的光子总能量，在入射光频率不变的情况下，光强与光子数成正比；③单位时间内发射出来的电子数由光强决定。三、\o"物体做曲线运动的条件"康普顿效应和光的波粒二象性1、康普顿效应：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λ0相同的成分外，还有波长大于λ0的成分，这个现象称为康普顿效应。2、光子的动量（1）表达式：p＝eq\f(h,λ).（2）说明：在康普顿效应中，当入射的光子与晶体中的电子碰撞时，要把一部分动量转移给电子，光子的动量可能变小．因此，有些光子散射后波长变大。3、光的波粒二象性：光的干涉、衍射、偏振现象表明光具有波动性，光电效应和康普顿效应表明光具有粒子性，光既具有波动性，又具有粒子性，即光具有波粒二象性。4.3原子的核式结构模型一、电子的发现1、阴极射线：发出的一种射线，它能使对着阴极的玻璃管壁发出荧光。2、汤姆孙的探究：根据阴极射线在电场和磁场中的情况断定，它的本质是带的粒子流，并求出了这种粒子的比荷，组成阴极射线的粒子被称为电子。3、密立根实验：电子电荷的精确测定是由密立根通过著名的“油滴实验”做出的；目前公认的电子电荷的值为e＝(保留两位有效数字)。4、电荷的量子化：任何带电体的电荷只能是的整数倍。5、电子的质量me＝kg(保留两位有效数字)，质子质量与电子质量的比值为eq\f(mp,me)＝。6、阴极射线带电性质的判断方法（1）方法一：在阴极射线所经区域加上电场，通过打在荧光屏上的亮点位置的变化和电场的情况确定阴极射线的带电性质。（2）方法二：在阴极射线所经区域加一磁场，根据荧光屏上亮点位置的变化和左手定则确定阴极射线的带电性质。(3)实验结果：根据阴极射线在电场中和磁场中的偏转情况，判断出阴极射线是粒子流，并且带负电。7、电子发现的意义(1)电子发现以前人们认为物质由分子组成，分子由原子组成，原子是不可再分的最小微粒。(2)现在人们发现了各种物质里都有电子，而且电子是原子的组成部分。(3)电子带负电，而原子是电中性的，说明原子是可再分的。二、\o"物体做曲线运动的条件"原子的核式结构模型1、α粒子散射实验（1）汤姆孙原子模型：汤姆孙于1898年提出了原子模型，他认为原子是一个，弥漫性地均匀分布在整个球体内，镶嵌在球中。有人形象地把汤姆孙模型称为“西瓜模型”或“枣糕模型”。（2）α粒子散射实验①实验装置：α粒子源、金箔、放大镜和荧光屏。②实验现象：a.绝大多数的α粒子穿过金箔后的方向前进。b.少数α粒子发生了的偏转。c.极少数α粒子的偏转角，甚至有极个别α粒子被反弹回来。③实验意义：卢瑟福通过α粒子散射实验，否定了汤姆孙的原子模型，建立了核式结构模型。2、卢瑟福的核式结构模型：1911年由卢瑟福提出，在原子中心有一个很小的核，叫。它集中了原子全部的和几乎全部的质量，在核外空间运动。3、原子的核式结构与原子的枣糕模型的比较核式结构枣糕模型原子内部是非常空旷的，正电荷集中在一个很小的核原子是充满了正电荷的球体电子绕核高速旋转电子均匀嵌在原子球体内4、核式结构模型对α粒子散射实验结果的解释（1）当α粒子穿过原子时，如果离核较远，受到原子核的斥力很小，α粒子就像穿过“一片空地”一样，无遮无挡，运动方向改变很小，因为原子核很小，所以绝大多数α粒子不发生偏转。（2）只有当α粒子十分接近原子核时，才受到很大的库仑力作用，发生大角度偏转，而这种机会很少。（3）如果α粒子正对着原子核射来，偏转角几乎达到180∘三、\o"物体做曲线运动的条件"原子核的电荷与尺度1、原子核的电荷数：各种元素的原子核的电荷数，即原子内的电子数，非常接近它们的原子序数，这说明元素周期表中的各种元素是按原子中的来排列的。2、原子核的组成：原子核是由组成的，原子核的电荷数就是核中的质子数。3、原子核的大小：用核半径描述核的大小．一般的原子核，实验确定的核半径的数量级为m，而整个原子半径的数量级是m，两者相差。4.4氢原子光谱和玻尔的原子模型一、光谱和氢原子光谱的实验规律1、光谱：用棱镜或光栅把物质发出的光按波长(频率)展开，获得波长(频率)和强度分布的记录。（1）线状谱：光谱是一条条的亮线。（2）连续谱：光谱是连在一起的光带。（3）特征谱线：气体中中性原子的发光光谱都是线状谱，说明原子只发出几种特定频率的光，不同原子的亮线位置不同，说明不同原子的发光频率不一样，光谱中的亮线称为原子的特征谱线。（4）光谱分析：利用原子的特征谱线来鉴别物质和确定物质的组成成分；优点是灵敏度高。注意：同一种原子可以发射和吸收同一种频率的谱线。2、太阳光谱特点在连续谱的背景上出现一些不连续的暗线，是一种吸收光谱产生原因阳光中含有各种颜色的光，但当阳光透过太阳的高层大气射向地球时，太阳高层大气中含有的元素会吸收它自己特征谱线的光，然后再向四面八方发射出去，到达地球的这些谱线看起来就暗了，这就形成了明亮背景下的暗线3、氢原子光谱的实验规律（1）许多情况下光是由原子内部电子的运动产生的，因此光谱是探索原子结构的一条重要途径。（2）氢原子光谱的实验规律满足巴耳末公式，巴耳末公式：eq\f(1,λ)＝R∞(eq\f(1,22)－eq\f(1,n2))(n＝3,4,5，…)式中R为里德伯常量，R∞＝1.10×107m－1，n取整数。（3）巴耳末公式的意义：以简洁的形式反映了氢原子的线状光谱的特征。4、经典理论的困难（1）核式结构模型的成就：正确地指出了原子核的存在，很好地解释了α粒子散射实验。（2）经典理论的困难：经典物理学既无法解释原子的稳定性，又无法解释原子光谱的分立线状谱。二、\o"物体做曲线运动的条件"玻尔原子理论的基本假设1、玻尔原子模型（1）原子中的电子在的作用下，绕做圆周运动。（2）电子绕核运动的轨道是的。（3）电子在这些轨道上绕核的转动是的，且不产生电磁辐射。2、定态：当电子在不同轨道上运动时，原子处于不同的状态，原子在不同的状态中具有不同的能量，即原子的能量是的，这些量子化的能量值叫作，原子具有确定能量的稳定状态，称为定态。能量最低的状态叫作，其他的能量状态叫作。3、跃迁：当电子从能量较高的定态轨道(其能量记为En)跃迁到能量较低的定态轨道(其能量记为Em，n＞m)时，会放出能量为hν的光子，该光子的能量hν＝，这个式子被称为频率条件，又称辐射条件。三、\o"物体做曲线运动的条件"玻尔理论对氢原子光谱的解释1、氢原子能级图(如图所示)2、解释巴耳末公式：巴耳末公式中的正整数n和2正好代表能级跃迁之前和跃迁之后所处的定态轨道的量子数n和2。3、解释气体导电发光：通常情况下，原子处于基态，非常稳定，气体放电管中的原子受到高速运动的电子的撞击，有可能向上跃迁到激发态，处于激发态的原子是不稳定的，会自发地向能量较低的能级跃迁，放出光子，最终回到基态。4、解释氢原子光谱的不连续性：原子从较高的能级向低能级跃迁时放出的光子的能量等于前后两个能级之差，由于原子的能级是分立的，所以放出的光子的能量也是分立的，因此原子的发射光谱只有一些分立的亮线。5、解释不同原子具有不同的特征谱线：不同的原子具有不同的结构，能级各不相同，因此辐射(或吸收)的光子频率也不相同。6、自发跃迁与受激跃迁的比较（1）自发跃迁：①由高能级到低能级，由远轨道到近轨道。②释放能量，放出光子(发光)：hν＝E初－E末。③大量处于激发态为n能级的原子可能的光谱线条数：eq\f(nn－1,2)。（2）受激跃迁：①由低能级到高能级，由近轨道到远轨道。②吸收能量eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(a.光照射,b.实物粒子碰撞))7、使原子能级跃迁的两种粒子——光子与实物粒子（1）原子若是吸收光子的能量而被激发，则光子的能量必须等于两能级的能量差，否则不被吸收，不存在激发到n能级时能量有余，而激发到n＋1能级时能量不足，则可激发到n能级的问题。（2）原子还可吸收外来实物粒子(例如，自由电子)的能量而被激发，由于实物粒子的动能可部分地被原子吸收，所以只要入射粒子的能量大于或等于两能级的差值，就可使原子发生能级跃迁。8、一个氢原子跃迁和一群氢原子跃迁的区别（1）一个氢原子跃迁的情况分析①确定氢原子所处的能级，画出能级图。②根据跃迁原理，画出氢原子向低能级跃迁的可能情况示意图。（2）一群氢原子跃迁问题的计算①确定氢原子所处激发态的能级，画出跃迁示意图；②运用归纳法，根据数学公式N＝Ceq\o\al(2,n)＝eq\f(nn－1,2)确定跃迁时辐射出几种不同频率的光子；③根据跃迁能量公式hν＝Em－En(m>n)分别计算出各种光子的频率9、玻尔理论的局限性（1）成功之处：玻尔的原子理论第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，成功解释了氢原子光谱的实验规律；（2）局限性：保留了经典粒子的观念，仍然把电子的运动看作经典力学描述下的轨道运动；（3）电子云：原子中的电子没有确定的坐标值，我们只能描述某时刻电子在某个位置出现概率的多少，把电子这种概率分布用疏密不同的点表示时，这种图像就像云雾一样分布在原子核周围，故称电子云。4.5粒子的波动性和量子力学的建立一、粒子的波动性和物质波的实验验证1、粒子的波动性（1）德布罗意波：1924年法国巴黎大学的德布罗意提出假设：实物粒子也具有波动性，每一个运动的粒子都与一个对应的波相联系，这种与实物粒子相联系的波称为，也叫。（2）物质波的波长、频率关系式，。2、物质波的实验验证（1）实验探究思路：是波特有的现象，如果实物粒子具有波动性，则在一定条件下，也应该发生干涉或衍射现象。（2）实验验证：1927年戴维孙和汤姆孙分别利用晶体做了电子束衍射实验，得到了电子的衍射图样，证实了。（3）除了电子以外，人们陆续证实了质子、中子以及原子、分子的。对于这些粒子，德布罗意给出的ν＝eq\f(ε,h)和λ＝eq\f(h,p)关系同样正确。（4）宏观物体的质量比微观粒子大得多，运动时的很大，对应的德布罗意波的波长，根本无法观察到它的波动性。说明：所有物体都具有波动性和粒子性。二、\o"物体做曲线运动的条件"量子力学的建立与应用1、量子力学的建立（1）普朗克黑体辐射理论、爱因斯坦光电效应理论、康普顿散射理论、玻尔氢原子理论以及德布罗意物质波假说等一系列理论在解释实验方面都取得了成功。（2）在以玻恩、海森堡、薛定谔以及英国的狄拉克和奥地利的泡利为代表的众多物理学家的共同努力下，描述微观世界行为的理论被逐步完善并最终完整地建立起来，它被称为。2、量子力学的应用（1）量子力学推动了核物理和物理的发展。（2）量子力学推动了原子、分子物理和的发展。（3）量子力学推动了物理的发展。第五章原子核5.1原子核的组成一、天然放射现象1、1896年，法国物理学家贝可勒尔发现的矿物能够发出看不见的射线。2、物质发出射线的性质称为放射性，具有放射性的元素称为放射性元素，放射性元素发出射线的现象，叫作天然放射现象。3、原子序数大于83的元素，都能自发地发出射线，原子序数小于或等于83的元素，有的也能发出射线。4、玛丽·居里和她的丈夫皮埃尔·居里发现了两种放射性更强的新元素，命名为钋(Po)和镭(Ra)。二、\o"物体做曲线运动的条件"射线的本质1、α射线：是高速粒子流，其组成与核相同。（1）速度可达到光速的eq\f(1,10)。（2）作用强，穿透能力较弱，在空气中只能前进几厘米，用一张纸就能把它挡住。2、β射线：是高速。（1）它的速度更大，可达光速的99%。（2）电离作用较弱，穿透能力较强，很容易穿透黑纸，也能穿透几毫米厚的。3、γ射线：是能量很高的，波长很短，在10－10m以下。（1）电离作用更弱，穿透能力更强，甚至能穿透几厘米厚的铅板和几十厘米厚的混凝土。说明：元素的放射性与它以单质还是化合物的形式存在无关，且天然放射现象不受任何物理变化、化学变化的影响。4、α、β、γ三种射线的比较种类α射线β射线γ射线组成高速氦核流高速电子流光子流(高频电磁波)质量4mp(mp＝1.67×10－27kg)eq\f(mp,1836)静止质量为零带电荷量2e－e0速率0.1c0.99cc穿透能力最弱，用一张纸就能挡住较强，能穿透几毫米最强，能穿透几厘米厚的铅板和几十厘米厚的混凝土厚的铝板电离作用很强较弱很弱在磁场中偏转偏转不偏转三、\o"物体做曲线运动的条件"原子核的组成1、质子的发现：1919年，卢瑟福用轰击氮原子核发现了质子。2、中子的发现：卢瑟福猜想，原子核内可能还存在着一种质量与质子相同，但不带电的粒子，称为中子，通过实验证实了中子的存在，中子是原子核的组成部分。3、原子核的组成：原子核由组成，质子和中子统称为。4、原子核的符号5、同位素：具有而的原子核组成的元素，在元素周期表中处于，它们互称为同位素；例如，氢有三种同位素eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H。5.2放射性元素的衰变一、原子核的衰变1、原子核的衰变定义：原子核自发地放出α粒子或β粒子，而变成另一种原子核的变化。2、衰变类型（1）α衰变：原子核放出α粒子的衰变．进行α衰变时，质量数减少4，电荷数减少2，eq\o\al(238,92)U的α衰变方程：eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)He。（2）β衰变：原子核放出β粒子的衰变．进行β衰变时，质量数不变，电荷数加1，eq\o\al(234,90)Th的β衰变方程：eq\o\al(234,90)Th→eq\o\al(234,91)Pa＋eq\o\al(0,－1)e。3、衰变规律：电荷数守恒，质量数守恒。4、原子核衰变的理解衰变类型α衰变β衰变衰变方程eq\o\al(A,Z)X→eq\o\al(A－4,Z－2)Y＋eq\o\al(4,2)Heeq\o\al(A,Z)X→AZ＋1Y＋eq\o\al(0,－1)e衰变实质2个质子和2个中子结合成氦核2eq\o\al(1,1)H＋2eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(4,2)He1个中子转化为1个质子和1个电子eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(0,－1)e典型方程eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)Heeq\o\al(234,90)Th→eq\o\al(234,91)Pa＋eq\o\al(0,－1)e衰变规律电荷数守恒、质量数守恒、动量守恒二、\o"物体做曲线运动的条件"半衰期与核反应1、半衰期：放射性元素的原子核有发生衰变所需的时间。（1）决定因素：放射性元素衰变的快慢是由的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系。不同的放射性元素，半衰期。（2）应用：利用半衰期非常稳定这一特点，可以测量其衰变程度、推断时间。（3）N余＝N原，m余＝m原式中N原、m原分别表示衰变前的原子核数和质量，N余、m余分别表示衰变后的尚未发生衰变的原子核数和质量，t表示衰变时间，τ表示半衰期。（4）适用条件：半衰期是大量原子核衰变的统计规律，只对大量原子核有意义，对少数原子核没有意义。2、核反应（1）人工核转变：eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)H。（2）定义：原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程。（3）特点：在核反应中，。3、确定原子核衰变次数的方法与技巧（1）方法：设放射性元素eq\o\al(A,Z)X经过n次α衰变和m次β衰变后，变成稳定的新元素eq\o\al(A′,Z′)Y，则衰变方程为：eq\o\al(A,Z)X→eq\o\al(A′,Z′)Y＋neq\o\al(4,2)He＋meq\o\al(0,－1)e根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程：A＝A′＋4n，Z＝Z′＋2n－m以上两式联立解得：n＝eq\f(A－A′,4)，m＝eq\f(A－A′,2)＋Z′－Z由此可见，确定衰变次数可归结为解一个二元一次方程组。(2)技巧：为了确定衰变次数，一般先由质量数的改变确定α衰变的次数(这是因为β衰变的次数多少对质量数没有影响)，然后根据衰变规律确定β衰变的次数。三、\o"物体做曲线运动的条件"放射性同位素及其应用和辐射与安全1、放射性同位素：很多元素都存在一些具有，它们被称为放射性同位素。2、放射性同位素的应用：（1）射线测厚仪。（2）放射治疗。（3）培优、保鲜。（4）示踪原子：一种元素的各种同位素具有，用放射性同位素替换非放射性的同位素后，可以探测出原子到达的位置。3、辐射与安全：人类一直生活在放射性的环境中，过量的射线对人体组织。要防止放射性物质对水源、空气、用具等的污染。说明：一般放射性同位素半衰期短，而且强度容易控制，使用更广泛。5.3核力与结合能一、核力与四种基本相互作用1、核力：原子核中的存在一种很强的相互作用，即存在一种核力，它使得核子紧密地结合在一起，形成稳定的原子核，这种作用称为。2、强相互作用的特点（1）强相互作用是，作用范围只有约。（2）距离，强相互作用，超过，相互作用不存在。3、弱相互作用（1）弱相互作用是引起原子核β衰变的原因，即引起中子—质子转变的原因。（2）弱相互作用是，其力程只有10－18m。4、四种基本相互作用说明：强相互作用是短程力，每个核子只跟相邻的核子发生作用，也叫核力的饱和性。二、\o"物体做曲线运动的条件"结合能1、结合能：原子核是核子凭借核力结合在一起构成的，要把它们分开，也需要能量，这就是原子核的。2、比结合能：，叫作比结合能，也叫作平均结合能，比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越，中等大小的核的比结合能最大，最稳定。3、对结合能和比结合能的理解结合能把原子核分成核子时吸收的能量或核子结合成原子核时放出的能量比结合能等于原子核的结合能与原子核中核子个数的比值，它反映了原子核的稳定程度比结合能曲线不同原子核的比结合能随质量数变化图线如图所示从图中可看出，中等大小的核的比结合能最大，轻核和重核的比结合能都比中等大小的核的比结合能要小三、\o"物体做曲线运动的条件"质量亏损1、质能方程：物体的能量与它的质量的关系是：。2、质量亏损：原子核的质量组成它的核子的质量之和的现象。3、质量亏损Δm的理解：所谓质量亏损，并不是质量消失，而是减少的质量在核子结合成核的过程中以能量的形式辐射出去了，反过来，把原子核分裂成核子，总质量要增加，总能量也要增加，增加的能量要由外部供给。4、质能方程E＝mc2的理解（1）根据质能方程，物体的总能量与其质量成正比，物体质量增加，则总能量随之增加；质量减少，总能量也随之减少，这时质能方程也写作ΔE＝Δmc2。（2）运用质能方程时应注意单位，一般情况下，公式中各量都应取国际单位制单位，但在微观领域，用国际单位制单位往往比较麻烦，习惯上常用“原子质量单位”和“电子伏特”作为质量和能量的单位，1u对应931.5MeV能量。5、根据质量亏损计算（1）根据核反应过程，计算核反应前和核反应后的质量亏损Δm。（2）根据爱因斯坦质能方程ΔE＝Δmc2计算核能。①若Δm的单位是千克，则需要将c＝3×108m/s代入，计算得到的ΔE的单位为焦耳．②若Δm的单位是原子质量单位u，则可用ΔE＝Δm×931.5MeV计算，即用质量亏损的原子质量单位数乘以931.5MeV。(1u相当于931.5MeV)6、利用比结合能来计算核能：原子核的结合能＝核子的比结合能×核子数，核反应中反应前系统内所有原子核的总结合能与反应后生成的所有新核的总结合能之差，就是该核反应所释放(或吸收)的核能。5.4~5.5核裂变与核聚变和“基本”粒子一、核裂变和反应堆与核电站1、核裂变：在被中子轰击后分裂成两块质量差不多的碎块，