物理選修3 5知識點 總結

2021-11-01 01:21:31 字數 4803 閱讀 1438

一、動量守恆定律

動量守恆

兩個物體組成的系統系統總能量守恆

第乙個過程動量守恆

三個物體組成的系統第二個過程動量守恆

系統總能量守恆

二、量子理論的建立黑體和黑體輻射

1、量子理論的建立:2023年德國物理學家蒲朗克提出振動著的帶電微粒的能量只能是某個最小能量值ε的整數倍,這個不可再分的能量值ε叫做能量子ε= hν。h為蒲朗克常數(6.

63×10-34j.s)

2、黑體:如果某種物體能夠完全吸收入射的各種波長電磁波而不發生反射,這種物體就是絕對黑體,簡稱黑體。

3、黑體輻射:黑體輻射的規律為:溫度越高各種波長的輻射強度都增加,同時,輻射強度的極大值向波長較短的方向移動。(蒲朗克的能量子理論很好的解釋了黑體輻射)

三、光電效應光子說光電效應方程

1、光電效應(表明光子具有能量,證明光具有粒子性)

(1)光的電磁說使光的波動理論發展到相當完美的地步,但是它並不能解釋光電效應的現象。在光(包括不可見光)的照射下從物體發射出電子的現象叫做光電效應,發射出來的電子叫光電子。

(2)光電效應的研究結果:

存在飽和電流,這表明入射光越強,單位時間內發射的光電子數越多;存在遏止電壓:uce= ek;截止頻率:光電子的能量與入射光的頻率有關,而與入射光的強弱無關,當入射光的頻率低於截止頻率時不能發生光電效應;⑤效應具有瞬時性:

光電子的發射幾乎是瞬時的,一般不超過10-9s。

2、光子說:光本身就是由乙個個不可分割的能量子組成的,頻率為ν的光的能量子為hν。這些能量子被成為光子。

3、光電效應方程:ek = h- wo同時,h截止 = wo, uce= ek

四、康普頓效應(表明光子具有動量,證明光具有粒子性)

1、1918-2023年康普頓(美)在研究石墨對x射線的散射時發現:光子在介質中和物質微粒相互作用,可以使光的傳播方向發生改變,這種現象叫光的散射。

2、在光的散射過程中,有些散射光的波長比入射光的波長略大,這種現象叫康普頓效應。

3、光子的動量: p=h/λ光子的能量ε= hν波速公式c=λν

五、光的波粒二象性物質波概率波不確定關係

1、光的波粒二象性:干涉、衍射和偏振以無可辯駁的事實表明光是一種波;光電效應和康普頓效應又用無可辯駁的事實表明光是一種粒子,由於光既有波動性,又有粒子性,只能認為光具有波粒二象性。但不可把光當成巨集觀觀念中的波,也不可把光當成巨集觀觀念中的粒子。

少量的光子表現出粒子性,大量光子運動表現為波動性;光在傳播時顯示波動性,與物質發生作用時,往往顯示粒子性;頻率小波長大的波動性顯著,頻率大波長小的粒子性顯著。

2、物質波:2023年德布羅意(法)提出,實物粒子和光子一樣具有波動性,任何乙個運動著的物體都有一種與之對應的波,波長

λ=h / p,這種波叫物質波,也叫德布羅意波。

3、概率波:從光子的概念上看,光波是一種概率波。

4、不確定關係:δxδp≥(h/4π),△x表示粒子位置的不確定量,△p表示粒子在x方向上的動量的不確定量。 (粒子位置的不確定量△x越小,粒子動量的不確定量△p越大,用單縫衍射進行解釋)

六、原子核式模型機構

1、2023年湯姆孫(英)發現了電子,電子的發現證明原子可以再分. 湯姆生提出原子的棗糕模型。

2、2023年起英國物理學家盧瑟福做了α粒子轟擊金箔的實驗,即α粒子散射實驗得到出乎意料的結果:絕大多數α粒子穿過金箔後仍沿原來的方向前進,少數α粒子卻發生了較大的偏轉,並且有極少數α粒子偏轉角超過了90°,有的甚至被彈回。

3、盧瑟福的α粒子散射實驗證明原子具有核式結構:在原子的中心有乙個很小的核 ,叫做原子核,原子的全部正電荷和幾乎全部質量都集中在原子核裡,帶負電的電子在核外空間裡繞著核旋轉。

按照這個學說,可很好地解釋α粒子散射實驗結果,α粒子散射實驗的資料還可以估計原子核的大小(數量級為10-15m)和原子核的正電荷數。

七、氫原子的光譜

1、光譜的種類:(1)發射光譜:物質發光直接產生的光譜。

熾熱的固體、液體及高溫高壓氣體發光產生連續光譜;稀薄氣體發光產生線狀譜,不同元素的線狀譜線不同,又稱特徵譜線。(2)吸收光譜:連續譜線中某些頻率的光被稀薄氣體吸收後產生的光譜,元素能發射出何種頻率的光,就相應能吸收何種頻率的光,因此吸收光譜也可作元素的特徵譜線。

2、基爾霍夫開創了光譜分析的方法:利用元素的特徵譜線(線狀譜或吸收光譜)鑑別物質的分析方法。

八、原子的能級

1、盧瑟福的原子核式結構學說跟經典的電磁理論發生矛盾(矛盾為:a、原子是不穩定的;b、原子光譜是連續譜),2023年玻爾(丹麥)在其基礎上,把蒲朗克的量子理論運用到原子系統上,提出玻爾理論。

2、玻爾理論的假設:

(1)原子只能處於一系列不連續的能量狀態中,在這些狀態中原子是穩定的,電子雖然繞核運動,但並不向外輻射能量,這些狀態叫做定態。氫原子的各個定態的能量值,叫做它的能級。原子處於最低能級時電子在離核最近的軌道上運動,這種定態叫做基態;原子處於較高能級時電子在離核較遠的軌道上運動的這些定態叫做激發態。

(2)原子從一種定態(設能量為en)躍遷到另一種定態(設能量為em)時,它輻射(或吸收)一定頻率的光子,光子的能量由這兩種定態的能量差決定,即 h = en em,

(3)原子的不同能量狀態跟電子沿不同的圓形軌道繞核運動相對應。原子的定態是不連續的,因此電子的可能軌道的分布也是不連續的。

3、玻爾計算公式:rn =n2 r1 , en = e1/n2 (n=1,2,3)r1 =0.5310-10 m , e1 = -13.

6ev ,分別代表第一條(即離核最近的)可能軌道的半徑和電子在這條軌道上運動時的能量。(選定離核無限遠處的電勢能為零,電子從離核無限遠處移到任一軌道上,都是電場力做正功,電勢能減少,所以在任一軌道上,電子的電勢能都是負值,而且離核越近,電勢能越小動能越大加速度越大週期減小。)

4、從高能級向低能級躍遷時放出光子;從低能級向高能級躍遷時可能是吸收光子,也可能是由於碰撞(用加熱的方法,使分子熱運動加劇,分子間的相互碰撞可以傳遞能量)。原子從低能級向高能級躍遷時只能吸收一定頻率的光子;而從某一能級到被電離可以吸收能量大於或等於電離能的任何頻率的光子。

5、一群氫原子處於量子數為n的激發態時,可能輻射出的光譜線條數為n= n=n(n-1)/2。例一群氫原子處於量子數為n=4的激發態時,可能輻射出6種不同頻率的光子.

6、玻爾模型的成功之處在於它引入了量子概念(提出了能級和躍遷的概念,能解釋氣體導電時發光的機理、氫原子的線狀譜),侷限之處在於它過多地保留了經典理論(經典粒子、軌道等),無法解釋複雜原子的光譜

7、現代量子理論認為電子的軌道只能用電子雲來描述。

8、光譜測量發現原子光譜是線狀譜和夫蘭克—赫茲實驗證實了原子能量的量子化(即原子中分立能級的存在)

九、原子核的組成

1、2023年盧瑟福用α粒子轟擊氮原子核發現質子即氫原子核。核反應方程n+heo+h

2、盧瑟福預想到原子內存在質量跟質子相等的不帶電的中性粒子,即中子。查德威克經過研究,證明中子的存在. 湯姆孫(英)發現了電子.核反應方程be+hec+n

3、質子和中子統稱核子,具有相同的質子數和不同的中子數的原子互稱同位素。

4、天然放射現象

(1)2023年貝克勒耳發現天然放射現象,天然放射的現象證明原子核有複雜結構.

α射線帶正電,α粒子就是氦原子核,貫穿本領很小,電離作用很強,使底片感光作用很強;β射線帶負電,是高速電子流,貫穿本領很強(幾公釐的鋁板),電離作用較弱;β射線中的電子是由原子核中的中子**產生的,不是核外電子

③γ射線中電中性的,是波長極短的電磁波,貫穿本領最強(幾厘公尺的鉛板),電離作用很小。

十、原子核的衰變半衰期

1、原子核由於放出某種粒子而轉變為新核的變化叫做原子核的衰變。在衰變中電荷數和質量數都是守恆的(注意:質量並不守恆。

)。γ射線是伴隨α射線或β射線產生的,沒有單獨的γ衰變(γ衰變:原子核處於較高能級,輻射光子後躍遷到低能級。

)。α衰變舉例uth+he; β衰變舉例thpa+e

2、半衰期:放射性元素的原子核有半數發生衰變需要的時間。

①放射性元素衰變的快慢是由核內部本身的因素決定,與原子所處的物理狀態或化學狀態無關,②半衰期是對大量原子的統計規律。,。

十一、放射性的應用與防護放射性同位素

1、放射性同位素的應用:a、利用它的射線(貫穿本領、電離作用、物理和化學效應);b、做示蹤原子。

2、放射性同位素的防護:過量的射線對人體組織有破壞作用,這些破壞往往是對細胞核的破壞,因此,在使用放射性同位素時,必須注意人身安全,同時要放射性物質對空氣、水源等的破壞。

十二、核力與結合能質量虧損

1、由於核子間存在著強大的核力(核子之間的引力,特點:①核力與核子是否帶電無關②短程力,其作用範圍為,只有相鄰的核子間才發生作用),所以核子結合成原子核或原子核分解為核子時,都伴隨著巨大的能量變化。核子結合為原子核時釋放的能量或原子核分解為核子時吸收的能量叫原子核的結合能,亦稱核能。

比結合能越大,則原子核結合的越牢固.

2、我們把核子結合生成原子核,所生成的原子核的質量比生成它的核子的總質量要小些,這種現象叫做質量虧損。愛因斯坦在相對論中得出物體的質量和能量間的關係式,就是著名的質能聯絡方程,簡稱質能方程。 1u 相當於931.

5mev

十三、原子核的人工轉變

原子核在其他粒子的轟擊下產生新核的過程,稱為核反應(原子核的人工轉變)。在核反應中電荷數和質量數都是守恆的。 舉例:

(1)如α粒子轟擊氮原子核發現質子;(2)2023年,約里奧·居里和伊麗芙·居里夫婦在用α粒子轟擊鋁箔時,除探測到預料中的中子外,還探測到了正電子。核反應方程al+hep+n, psi+e這是第一次用人工方法得到放射性同位素。

十四、重核的裂變輕核的聚變

1、凡是釋放核能的核反應都有質量虧損。核子組成不同的原子核時,平均每個核子的質量虧損是不同的,所以各種原子核中核子的平均質量不同。核子平均質量小的,每個核子平均放的能多。

鐵原子核中核子的平均質量最小,所以鐵原子核最穩定。凡是由平均質量大的核,生成平均質量小的核的核反應都是釋放核能的。

物理選修3 5知識點總結

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