高中物理復(fù)習(xí)提綱第十七章原子物理ppt課件

第十七章 原子物理 一 光具有波粒二象性 1 光的粒子性 光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn) 康普頓效應(yīng)實(shí)驗(yàn)證明 A 光電效應(yīng) 在光量子的照射下 物體發(fā)射光電子的現(xiàn)象 光電效應(yīng)說明了光的粒子性 條件 極限 極限 B 光量子的能量 E h hc 普朗克常量h 6 63 10 34J s C 光的強(qiáng)度決定了每秒鐘內(nèi)從金屬表面發(fā)出的光電子數(shù) 從而決定了光電流強(qiáng)度 光的頻率決定每個(gè)光子的能量 決定電子射出后的最大初動能 D 光電效應(yīng)方程 Ek h W E 光電管 1 2 光的波動性 光的干涉 衍射 偏振實(shí)驗(yàn)證明 3 光波是一種概率波 大量光子中的個(gè)體光子的運(yùn)動服從一定概率 整體體現(xiàn)波動規(guī)律 個(gè)別光子干涉實(shí)驗(yàn) 出現(xiàn)個(gè)別光點(diǎn) 粒子性大量光子干涉實(shí)驗(yàn) 出現(xiàn)明暗相間條紋 波動性4 波動性是光子本身的一種特性 頻率越低 波長越長 光的波動性越明顯 頻率越高 波長越短 光的粒子性越明顯 二 玻爾的三條假設(shè) 因成功引入了量子概念 過多保留了經(jīng)典理論 所以只能解釋氫光譜 1 軌道量子化 電子的軌道半徑只能取某些獨(dú)立值 能量量子化 電子做變速運(yùn)動時(shí)狀態(tài)穩(wěn)定 不對外輻射能量 原子向外輻射 吸收 光子的能量與發(fā)生躍遷的兩個(gè)軌道有關(guān) Em En h m n 對應(yīng)的光譜呈分立線狀型 光譜條數(shù) 2 2 電子由高能級向低能級躍遷時(shí) 動能增加 勢能減小 總能量減小 勢能的絕對值是動能的2倍 三 物質(zhì)波 任何運(yùn)動的物體都有一個(gè)波與之對應(yīng) 即光子 實(shí)物粒子運(yùn)動具有不確定性 但在空間的分布幾率受波動規(guī)律支配 物質(zhì)波又稱為德布羅意波 公式 3 宏觀物體波長小 顯粒子性 微觀粒子波長長 顯波動性 用疏密不同的點(diǎn)表示電子在各個(gè)位置上出現(xiàn)的幾率 即電子云 牛頓力學(xué)只能解決宏觀 低速運(yùn)動的物理問題 四 原子的結(jié)構(gòu)模型 1 湯姆生發(fā)現(xiàn)電子 說明原子可分 2 盧瑟福的a粒子散射實(shí)驗(yàn)說明了 很小的原子核集中了全部的正電荷和絕大多數(shù)質(zhì)量 電子在核外繞核作高速旋轉(zhuǎn) 3 原子核的質(zhì)子數(shù)決定元素的化學(xué)性質(zhì) 同位素 有相同的質(zhì)子數(shù) 不同中子數(shù)的元素 如 氕 氘 氚 4 五 核反應(yīng) 原子核產(chǎn)生新原子核的過程 反應(yīng)過程中質(zhì)子數(shù)與質(zhì)量數(shù)都守恒 1 衰變 原子序數(shù)大于82的所有元素 部分小于83的元素有放射性 射線來自原子核的內(nèi)部 不是核外電子 核衰變是產(chǎn)生天然放射性現(xiàn)象的根本原因 5 衰變 衰變 半衰期 放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需要的時(shí)間 半衰期是元素的一個(gè)特性 與外界因素?zé)o關(guān) 是統(tǒng)計(jì)規(guī)律 對單個(gè)原子核沒有意義 6 2 人式核轉(zhuǎn)化反應(yīng) 原子核在 粒子等的轟擊下產(chǎn)生新原子核的過程 盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子 查德威克發(fā)現(xiàn)中子 所有元素中鐵元素的核子平均質(zhì)量最小 如下圖 7 3 裂變反應(yīng) 重核分裂成質(zhì)量較小的核的過程 如鏈?zhǔn)椒磻?yīng) 雪崩反應(yīng) 聚變反應(yīng) 輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核的過程 相同條件下 聚變比裂變釋放更多能量 但反應(yīng)溫度高 如 4 核反應(yīng)中質(zhì)量虧損能量 化學(xué)反應(yīng)能量 愛因