选修3-5近代物理复习.ppt

1、波粒二象性，粒子性质，波动性，(与能量)，(与频率)，(与动量)和光子的波动性由H联系起来，这是推广：物理粒子也有波粒二象性(电子束衍射)，(与波长，波长越长，波动性越明显)，不确定性关系：光电效应(爱因斯坦，提出光子，光电效应实验定律，(1)有饱和电流，(2)有抑制电压和截止频率，(3)有瞬时性，光照强度，频率， 光源每秒发射的光子数、每秒逃逸的光电子数、光电流大小、每个光子的能量、每个光电子的最大初始动能、抑制电压光电效应方程的图像：外加电压和光电流之间的关系(同一金属)； 光子数影响饱和电流光的频率；2.最大初始能量-入射光频率：Ekm- image，-W0，C，V。解决问题的核心是将光

2、电效应方程与动能和静电力的关系结合起来，写出熟悉的形式Uc=(两个蓝色变量)。第18章原子结构，学习线索如下：原子正负电荷分布研究，汤木孙的原子模型，卢瑟福的新假说(核结构模型)，被粒子散射实验所拒绝，氢原子光谱，玻尔的原子结构模型， 实验结果：(1) (2)少数粒子(约八千分之一)被大角度偏转，偏转角度甚至大于90，也就是说，它们几乎被“撞回”。 原子的核结构被提出，在原子的中心有一个小核，叫做原子核。所有的正电荷和几乎所有的原子质量都集中在原子核里。带负电的电子在核外空间围绕原子核运动。第二，玻尔的原子模型，原子只能有不同的能量状态，原子对应着电子围绕原子核沿着不同的轨道运动。因为稳态是不

3、连续的，电子可能的轨道分布也是不连续的。当一个原子从一个稳态跃迁到另一个稳态时，它必须以一定的频率辐射(或吸收)光子，光子能量等于两个稳态之间的能量差。从上述假设出发，玻尔利用库仑定律和牛顿运动定律计算了氢电子的可能轨道半径和相应的能量。3.玻尔的理论解释了氢光谱。2原子激发的两种粒子光子和实粒子(1)如果原子是通过吸收光子能量来激发的，它的光子能量必须等于两个能级之间的能量差，否则它不会被吸收，当被激发到N能级时就没有能量。然而，当能量不足时，当被激发到N 1时，它可以被激发到N能级。(2)原子也能吸收外来物理粒子(如自由电子)的能量并被激发。因为物理粒子的动能可以被原子全部或部分吸收，只要

4、入射粒子的能量大于或等于两个能级之间的能量差(E=En-Ek)，原子就可以经历能级跃迁。(3)电离：无论是光子还是物理粒子，如图所示，氢原子从n2的某个能级跃迁到n=2的能级，辐射出能量为2.55 eV的光子。在氢原子能够辐射出具有上述能量的光子之前，至少应该给处于基态的氢原子提供多少电子伏特？请在图中得到这个能量后，画出氢原子可能的辐射跃迁图。回答：12.75 eV。第十九章原子核的组成，自然辐射现象的发现使人们认识到原子核具有复杂的结构并且可以细分。衰变原理：(1)衰变：(2)衰变：(3)衰变：伴随着射线或射线，(3)半衰期，(1)天然放射性衰变，质量和电荷守恒。本质上，原子核中的中子变成

5、了质子和电子。半衰期的物理意义反映了大量原子核的衰变速度，这是由原子核本身的因素决定的，与原子的物理或化学状态无关。半衰期是放射性元素原子核衰变所需的50年时间，这是一个统计规律，是大量原子核衰变规律的总结，对单个或几个原子核没有意义。卢瑟福发现质子：用粒子轰击氮原子产生氧同位素，方程式为147n142he=178011h，这是第一次实现原子核的人工转换。用粒子、质子、中子甚至光子轰击原子核，就可以实现原子核的转换。这样，我们可以研究原子核的结构，发现和制造新元素。放射性同位素：某些元素的同位素具有放射性。1934年，八神和居里发现铝片在粒子轰击下会产生放射性3015P，即42he 2713

6、al=3015P 10n 3015 p=3014 si 01 e。自然界中没有天然的3015 p，它是由核反应产生的人工放射性同位素。人工放射性的优点：半衰期短，易于控制。放射性同位素教学1的应用与预防使用放射性同位素射线(1)r射线探伤仪可以检查金属内部的损伤，这是基于R射线的强穿透能力。(2)射线的充电能量最大，它能使放射源周围的空气电离成导电气体，从而消除静电积累。(3)辐射可导致生物体中的基因突变，这可应用于辐射育种、辐射杀死害虫、辐射保存食物和医学“放射疗法”。(4)放射性同位素作为“放射性标记”是示踪原子。污染和防止辐射对人体组织的损害就是破坏细胞核。使用放射性同位素时，必须注意人

7、身安全，同时应防止放射性物质污染空气、水源和器具。结合能不是核子结合成原子核的能量，而是分离核子所需的能量。这种能量是巨大的。我们如何找到这种能量？应用质能方程和质量缺陷的概念，我们应注意教学中某一质量m对应某一能量mc2的观点，当原子核发生变化时，其总质量在变化前后是不同的，这种质量上的差异对应于在核反应中吸收或释放的能量。原子核的结合能越大，它的结合能就越高，这意味着原子核越强，它就越稳定。质量缺陷E=mc2核能E=mc2，核反应中的质量缺陷不会破坏质量守恒定律。在计算原子核的例子中，学生应该理解这一点，训练单位转换，原子质量单位和千克之间的关系，以及焦耳和电子伏特之间的关系。核力和结合能

8、，写出核反应方程并计算质量缺陷m根据质量能量方程E=mC2计算核能。注意kg和u的区别，如果以原子质量(u)为单位，则可以直接使用E=m(u)931.5MeV。原子核的结合能=核子的平均结合能，核能的计算步骤，第6节重核的裂变，核裂变：通过案例分析，学生可以总结出裂变的几个特征：在裂变过程中可以释放巨大的能量。裂变的同时可以释放23个(或更多)中子。裂变产物并不是唯一的。注：裂变反应是基于实验事实，不可能仅通过反应前后的质量数和电荷数守恒来发明每一个裂变反应。重核裂变的机制将不被解释。连锁反应：我们应该让学生知道，保持连锁反应有一定的条件。为了维持链式反应，有必要减少裂变材料中的杂质并增加裂变

9、材料的体积。这引入了临界体积的概念。核反应堆(可控链式反应):核反应堆是一种可控的链式反应装置，能够顺利释放核能。核反应堆主要由核燃料、慢化剂、控制和调节系统、冷却系统和保护层组成。核燃料是由天然铀或浓缩铀制成的铀棒。在核反应堆教学中，学生应了解手动控制链式反应速度的原理，以及sp的功能核电厂教学：让学生知道所有官方运营的核电厂现在都使用裂变来发电。有必要适当介绍发达国家和世界上一些发展中国家和地区在核能发电方面取得的进展，介绍中国正在建设的广东大亚湾和浙江秦山核电厂的相关情况，指出发展核能以满足日益增长的能源需求是必然趋势。关于光电效应的下列陈述是正确的：(1)光电子的最大初始动能随着入射光

10、强度的增加而增加；(b)只要入射光的强度足够强并且照射时间足够长，就可以产生光电效应；(c)在光电效应中，饱和光电流的大小与入射光的频率无关；(d)任何金属都有一个极限频率，低于这个频率的光不能产生光电效应。当某种单色光照射到金属表面时，光电子从金属表面逃逸。如果光的强度降低，频率保持不变，那么：(1)当光的强度降低到某个最小值时，没有光电子逃逸。单位时间内逃逸的光电子数量减少。每单位时间光电子逃逸的最大初始动能降低。单位时间内逃逸的光电子数和光电子的最大初始动能都需要降低。光电效应发生，现在单色光的强度减弱，那么(A)光电子的最大初始动能保持不变，b)光电子的最大初始动能减小，C)单位时间内

11、产生的光电子数减少，d)光电效应可能不发生，而A，C，在光电效应实验中，当用光子能量为E30.9V1eV的单色光照射阴极k时(如图所示)，会产生少量的电流。如果k极正连接，一个极负连接，当它在两个极之间时，光电流就停止了。然后当A极连接到正极，K极连接到负极，电压仍然是0.9V时，光电子达到A极的最大动能Ek2 eV，以及这种金属的功函数W eV。解决方案：发射的光电子有初始动能。如果在A和K之间施加反向电压，电场力将做负功。当E K=eU时，反射电流刚好停止。E K1=0.9 eV，功函W=E- E K1=2.2 eV从E K1=E-W，如果在A和K之间加上直流电压，电场力将做正功，光电子到

12、达极点的最大动能为：ek2ek1eu=0.9 0.9=1.8 ev，1.8 ev，2.2 eV，如图所示，当电键断开时，光子能量为2.5eV。合上电键，调整滑动变阻器。发现当电压表读数小于0.60伏时，电流表读数仍不为零。当电压表读数大于或等于0.60伏时，电流表读数为零。可以看出，阴极材料的功函数为(A1.9eV)B0.6eV C2.5eV D 3.1eV分析：电流表读数刚好为零，这意味着没有光电子可以到达阳极。根据动能定理，光电子的最大初始动能仅为0.6电子伏。根据Ek=h-W0，W0=1.9电子伏.选择a、a，如图所示，阴极k由金属铯制成，极限波长为0=0.66米，阴极k用波长为0.5米

13、的绿光照射，调整两个极板的电压。当极板A的电压比阴极高2.5 V时，光电流达到饱和，电流表达式数为0.64 A，因此：(1)阴极每秒发射的光电子数和光电子飞出阴极的最大初始动能；(2)如果照射在阴极上的单色光的强度增加两倍，阴极每秒发射的光电子数和光电子飞出阴极的最大初始动能。(4)原子能级跃迁，/跃迁过程中电子动能、原子势能和原子能的变化当轨道半径减小时，库仑引力做正功，而原子势能Ep减小，而电子动能增大，而原子能减小。相反，原子势能随着轨道半径的增加而增加。电子的动能减少了，但是能量当氢原子从n=4的能级跃迁到n=3的能级时，光子A被辐射，而当氢原子从n=3的能级跃迁到n=2的能级时，光子

14、B被辐射。以下判断是正确的。在真空中，光子a的波长大于光子b的波长。光子a可以使氢原子从n2跃迁到n=3能级。光子b可以电离n=3能级的氢原子。当一组氢原子在n=3能级跃迁到较低能级时，最多有6条谱线，即交流，这是氢原子的能级图，如图所示。一组氢原子处于n=3的激发态，并向低能级转变。用这些灯照射功函数为2.49电子伏的金属钠，下列说法是正确的()。当a从n=3的激发态跃迁到n=2的激发态时，发射光的波长最短。这组氢可以发出三种不同频率的光。它们都会对金属钠产生光电效应。金属钠表面发射的光电子的最大初始动能为9.60电子伏。当d从n=3的激发态跃迁到基态时，发射的光能对金属钠产生光电子效应，使光电子获得最大的初始动能。CD，1:经过一系列的衰变，它可以变成稳定的元素铅206。这个过程中的衰变和衰变时间是多少？解决方案：假设x衰变后，y衰变，2382064x，92=822x-y，x8y6，8衰变，6衰变，2钋210衰变为稳定的铅，半衰期为138天，质量为64克钋210，276天后，如图所示，氢原子从n2的某个