高中物理選修3 5知識點整理

2022-04-01 02:59:22 字數 4888 閱讀 5640

動量守恆定律與機械能守恆定律比較:前者是向量式,有廣泛的適用範圍,而後者是標量式其適用範圍則要窄得多。這些區別在使用中一定要注意。

4、碰撞:兩個物體相互作用時間極短,作用力又很大,其他作用相對很小,運動狀態發生顯著化的現象叫做碰撞。

以物體間碰撞形式區分,可以分為「對心碰撞」(正碰), 而物體碰前速度沿它們質心的連線;「非對心碰撞」——中學階段不研究。

以物體碰撞前後兩物體總動能是否變化區分,可以分為:「彈性碰撞」。碰撞前後物體系總動能守恆;「非彈性碰撞」,完全非彈性碰撞是非彈性碰撞的特例,這種碰撞,物體在相碰後粘合在一起,動能損失最大。

各類碰撞都遵守動量守恆定律和能量守恆定律,不過在非彈性碰撞中,有一部分動能轉變成了其他形式能量,因此動能不守恆了。

二、驗證動量守恆定律(實驗、**) ⅰ

【實驗目的】研究在彈性碰撞的過程中,相互作用的物體系統動量守恆.

【實驗原理】利用圖2-1的裝置驗證碰撞中的動量守恆,讓乙個質量較大的球從斜槽上滾下來,跟放在斜槽末端上的另乙個質量較小的球發生碰撞,兩球均做平拋運動.由於下落高度相同,從而導致飛行時間相等,我們用它們平拋射程的大小代替其速度.小球的質量可以測出,速度也可間接地知道,如滿足動量守恆式m1v1=m1v1'+m2v2',則可驗證動量守恆定律.

進一步分析可以知道,如果乙個質量為m1,速度為v1的球與另乙個質量為m2,速度為v2的球相碰撞,碰撞後兩球的速度分別為v1'和v2',則由動量守恆定律有:m1v1=m1v1'+m2v2'.

【實驗器材】兩個小球(大小相等,質量不等);斜槽;重錘線;白紙;複寫紙;天平;刻度尺;圓規.

【實驗步驟】

1.用天平分別稱出兩個小球的質量m1和m2;

2.按圖2-1安裝好斜槽,注意使其末端切線水平,並在地面適當的位置放上白紙和複寫紙,並在白紙上記下重錘線所指的位置o點.

3.首先在不放被碰小球的前提下,讓入射小球從斜槽上同一位置從靜止滾下,重複數次,便可在複寫紙上打出多個點,用圓規作出盡可能小的圓,將這些點包括在圓內,則圓心就是不發生碰撞時入射小球的平均位置p點如圖2-2。

4.將被碰小球放在斜槽末端上,使入射小球與被碰小球能發生正碰;

5.讓入射小球由某一定高度從靜止開始滾下,重複數次,使兩球相碰,按照步驟(3)的辦法求出入球落地點的平均位置m和被碰小球落地點的平均位置n;

6.過on在紙上做一條直線,測出om、op、on的長度;

7.將資料代入下列公式,驗證公式兩邊數值是否相等(在實驗誤差允許的範圍內):m1·op=m1·om+m2·on

【注意事項】

1.「水平」和「正碰」是操作中應盡量予以滿足的前提條件.

2.測定兩球速度的方法,是以它們做平拋運動的水平位移代表相應的速度.

3.斜槽末端必須水平,檢驗方法是將小球放在平軌道上任何位置,看其能否都保持靜止狀態.

4.入射球的質量應大於被碰球的質量.

5.入射球每次都必須從斜槽上同一位置由靜止開始滾下.方法是在斜槽上的適當高度處固定一檔板,小球靠著檔板後放手釋放小球.

6.實驗過程中,實驗桌、斜槽、記錄的白紙的位置要始終保持不變.

7.m1·op=m1·om+m2·on式中相同的量取相同的單位即可.

【誤差分析】

誤差**於實驗操作中,兩個小球沒有達到水平正碰,一是斜槽不夠水平,二是兩球球心不在同一水平面上,給實驗帶來誤差.每次靜止釋放入射小球的釋放點越高,兩球相碰時作用力就越大,動量守恆的誤差就越小.應進行多次碰撞,落點取平均位置來確定,以減小偶然誤差.

下列一些原因可能使實驗產生誤差:

1.若兩球不能正碰,則誤差較大;

2.斜槽末端若不水平,則得不到準確的平拋運動而造成誤差;

3.o、p、m、n各點定位不準確帶來了誤差;

4.測量和作圖有偏差;

5.儀器和實驗操作的重複性不好,使得每次做實驗時不是統一標準.

三、彈性碰撞和非彈性碰撞 ⅰ

碰撞:相互運動的物體相遇,在極短的時間內,通過相互作用,運動狀態發生顯著變化的過程叫碰撞。

⑴完全彈性碰撞:在彈性力的作用下,系統內只發生機械能的轉移,無機械能的損失,稱完全彈性碰撞。

⑵非彈性碰撞:非彈性碰撞:在非彈性力的作用下,部分機械能轉化為物體的內能,機械能有了損失,稱非彈性碰撞。

⑶完全非彈性碰撞:在完全非彈性力的作用下,機械能損失最大**化為內能等),稱完全非彈性碰撞。碰撞物體粘合在一起,具有相同的速度。

四、蒲朗克量子假說黑體和黑體輻射 ⅰ

一、量子論

1.創立標誌:2023年蒲朗克在德國的《物理年刊》上發表《論正常光譜能量分布定律》的**,標誌著量子論的誕生。

2.量子論的主要內容:

①蒲朗克認為物質的輻射能量並不是無限可分的,其最小的、不可分的能量單元即「能量子」或稱「量子」,也就是說組成能量的單元是量子。

②物質的輻射能量不是連續的,而是以量子的整數倍跳躍式變化的。

3.量子論的發展

①2023年,愛因斯坦獎量子概念推廣到光的傳播中,提出了光量子論。

②2023年,英國物理學家玻爾把量子概念推廣到原子內部的能量狀態,提出了一種量子化的原子結構模型,豐富了量子論。

③到2023年左右,量子力學最終建立。

二、黑體和黑體輻射

1.熱輻射現象

任何物體在任何溫度下都要發射各種波長的電磁波,並且其輻射能量的大小及輻射能量按波長的分布都與溫度有關。

這種由於物質中的分子、原子受到熱激發而發射電磁波的現象稱為熱輻射。

①.物體在任何溫度下都會輻射能量。

②.物體既會輻射能量,也會吸收能量。物體在某個頻率範圍內發射電磁波能力越大,則它吸收該頻率範圍內電磁波能力也越大。

輻射和吸收的能量恰相等時稱為熱平衡。此時溫度恆定不變。

實驗表明:物體輻射能多少決定於物體的溫度(t)、輻射的波長、時間的長短和發射的面積。

2.黑體

物體具有向四周輻射能量的本領,又有吸收外界輻射來的能量的本領。

黑體是指在任何溫度下,全部吸收任何波長的輻射的物體。

3.實驗規律:

1)隨著溫度的公升高,黑體的輻射強度都有增加;

2)隨著溫度的公升高,輻射強度的極大值向波長較短方向移動。

五、光電效應 ⅰ

1、光電效應

⑴光電效應在光(包括不可見光)的照射下,從物體發射出電子的現象稱為光電效應。

⑵光電效應的實驗規律:裝置:如右圖。

①任何一種金屬都有乙個極限頻率,入射光的頻率必須大於這個極限頻率才能發生光電效應,低於極限頻率的光不能發生光電效應。

②光電子的最大初動能與入射光的強度無關,光隨入射光頻率的增大而增大。

③大於極限頻率的光照射金屬時,光電流強度(反映單位時間發射出的光電子數的多少),與入射光強度成正比。

④ 金屬受到光照,光電子的發射一般不超過10-9秒。

2、波動說在光電效應上遇到的困難

波動說認為:光的能量即光的強度是由光波的振幅決定的與光的頻率無關。所以波動說對解釋上述實驗規律中的①②④條都遇到困難

3、光子說

⑴量子論:2023年德國物理學家蒲朗克提出:電磁波的發射和吸收是不連續的,而是乙份乙份的,每乙份電磁波的能量.

⑵光子論:2023年愛因斯坦提出:空間傳播的光也是不連續的,而是乙份乙份的,每乙份稱為乙個光子,光子具有的能量與光的頻率成正比。即:.

其中是電磁波的頻率,h為蒲朗克恒量:h=6.63×10-34

4、光子論對光電效應的解釋

金屬中的自由電子,獲得光子後其動能增大,當功能大於脫出功時,電子即可脫離金屬表面,入射光的頻率越大,光子能量越大,電子獲得的能量才能越大,飛出時最大初功能也越大。

5.光電效應方程:

ek 是光電子的最大初動能,當ek =0 時,c為極限頻率,c=.

六、光的波粒二象性物質波 ⅰ

光既表現出波動性,又表現出粒子性

大量光子表現出的波動性強,少量光子表現出的粒子性強;頻率高的光子表現出的粒子性強,頻率低的光子表現出的波動性強.

實物粒子也具有波動性,這種波稱為德布羅意波,也叫物質波。滿則下列關係:

從光子的概念上看,光波是一種概率波.

七、原子核式結構模型 ⅰ

1、電子的發現和湯姆生的原子模型:

⑴電子的發現:

2023年英國物理學家湯姆生,對陰極射線進行了一系列研究,從而發現了電子。

電子的發現表明:原子存在精細結構,從而打破了原子不可再分的觀念。

⑵湯姆生的原子模型:

2023年湯姆生設想原子是乙個帶電小球,它的正電荷均勻分布在整個球體內,而帶負電的電子鑲嵌在正電荷中。

2、粒子散射實驗和原子核結構模型

⑴粒子散射實驗:2023年,盧瑟福及助手蓋革和馬斯頓完成的.

①裝置:如右圖。

②現象:

a. 絕大多數粒子穿過金箔後,仍沿原來方向運動,不發生偏轉。

b. 有少數粒子發生較大角度的偏轉

c. 有極少數粒子的偏轉角超過了90°,有的幾乎達到180°,即被反向彈回。

⑵原子的核式結構模型:

由於粒子的質量是電子質量的七千多倍,所以電子不會使粒子運動方向發生明顯的改變,只有原子中的正電荷才有可能對粒子的運動產生明顯的影響。如果正電荷在原子中的分布,像湯姆生模型那模均勻分布,穿過金箔的粒了所受正電荷的作用力在各方向平衡,粒了運動將不發生明顯改變。散射實驗現象證明,原子中正電荷不是均勻分布在原子中的。

2023年,盧瑟福通過對粒子散射實驗的分析計算提出原子核式結構模型:在原子中心存在乙個很小的核,稱為原子核,原子核集中了原子所有正電荷和幾乎全部的質量,帶負電荷的電子在核外空間繞核旋轉。

原子核半徑約為10-15m,原子軌道半徑約為10-10m。

⑶光譜①觀察光譜的儀器,分光鏡

②光譜的分類,產生和特徵

③ 光譜分析:

一種元素,在高溫下發出一些特點波長的光,在低溫下,也吸收這些波長的光,所以把明線光波中的亮線和吸收光譜中的暗線都稱為該種元素的特徵譜線,用來進行光譜分析。

八、氫原子光譜 ⅰ

氫原子是最簡單的原子,其光譜也最簡單。

2023年,巴耳末對當時已知的,在可見光區的14條譜線作了分析,發現這些譜線的波長可以用乙個公式表示: n=3,4,5,…

高中物理選修3 5知識點整理

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高中物理選修35知識點整理1

大於極限頻率的光照射金屬時,光電流強度 反映單位時間發射出的光電子數的多少 與入射光強度成正比。金屬受到光照,光電子的發射一般不超過10 9秒。2 波動說在光電效應上遇到的困難 波動說認為 光的能量即光的強度是由光波的振幅決定的與光的頻率無關。所以波動說對解釋上述實驗規律中的 條都遇到困難 3 光子...