原子物理知識點

1、高考現(xiàn)代物理及熱學知識點總結(jié)一、光電效應現(xiàn)象 1、光電效應：光電效應：物體在光（包括不可見光）的照射下發(fā)射電子的現(xiàn)象稱為光電效應。2、光電效應的研究結(jié)論：任何一種金屬，都有一個極限頻率，入射光的頻率必須大于這個極限頻率，才能產(chǎn)生光電效應；低于這個頻率的光不能產(chǎn)生光電效應。光電子的最大初動能與入射光的強度無關，只隨著入射光頻率的增大而增大。注意：從金屬出來的電子速度會有差異，這里說的是從金屬表面直接飛出來的光電子。入射光照到金屬上時，光電子的發(fā)射幾乎是瞬時的，一般不超過10-9s；當入射光的頻率大于極限頻率時，光電流的強度與入射光的強度成正比。3、 光電效應的應用：光電管：光電管的陰極表面敷有堿

2、金屬，對電子的束縛能力比較弱，在光的照射下容易發(fā)射電子，陰極發(fā)出的電子被陽極收集，在回路中形成電流，稱為光電流。注意：光電管兩極加上正向電壓，可以增強光電流。光電流的大小跟入射光的強度和正向電壓有關，與入射光的頻率無關。入射光的強度越大，光電流越大。遏止電壓U0?；芈分械墓怆娏麟S著反向電壓的增加而減小，當反向電壓U0滿足：，光電流將會減小到零，所以遏止電壓與入射光的頻率有關。4、波動理論無法解釋的現(xiàn)象：不論入射光的頻率多少，只要光強足夠大，總可以使電子獲得足夠多的能量，從而產(chǎn)生光電效應，實際上如果光的頻率小于金屬的極限頻率，無論光強多大，都不能產(chǎn)生光電效應。光強越大，電子可獲得更多的能量，光電

3、子的最大初始動能應該由入射光的強度來決定，實際上光電子的最大初始動能與光強無關，與頻率有關。光強大時，電子能量積累的時間就短，光強小時，能量積累的時間就長，實際上無論光入射的強度怎樣微弱，幾乎在開始照射的一瞬間就產(chǎn)生了光電子.二、光子說1、普朗克常量普郎克在研究電磁波輻射時，提出能量量子假說：物體熱輻射所發(fā)出的電磁波的能量是不連續(xù)的，只能是的整數(shù)倍，稱為一個能量量子。即能量是一份一份的。其中輻射頻率，是一個常量，稱為普朗克常量。2、光子說在空間中傳播的光的能量不是連續(xù)的，而是一份一份的，每一份叫做一個光子，光子的能量跟光的頻率成正比。，其中：是普朗克常量，v是光的頻率。三、光電效應方程1、逸出

4、功W0: 電子脫離金屬離子束縛，逸出金屬表面克服離子引力做的功。2、光電效應方程：如果入射光子的能量大于逸出功W0，那么有些光電子在脫離金屬表面后還有剩余的動能根據(jù)能量守恒定律，入射光子的能量等于出射光子的最大初動能與逸出功之和，即 其中是指出射光子的最大初動能。3、光電效應的解釋：極限頻率：金屬內(nèi)部的電子一般一次只能吸收一個光子的能量，只有入射光子的能量大于或者等于逸出功W0 即：時，電子才有可能逸出，這就是光電效應存在極限頻率的原因。遏制電壓：由和有：，所以遏制電壓只與入射光頻率有關，與入射光的強度無關，這就是光電效應存在遏制電壓的原因。四、康普頓效應（表明光子具有動量）1、康普頓效應：用

5、X射線照射物體時，一部分散射出來的X射線的波長會變長，這個現(xiàn)象叫康普頓效應?？灯疹D效應是驗證光的波粒二象性的重要實驗之一。2、康普頓效應的意義：證明了愛因斯坦光子假說的正確性，揭示了光子不僅具有能量，還具有動量。光子的動量為3、現(xiàn)象解釋：碰撞前后光子與電子總能量守恒，總動量也守恒。碰撞前，電子可近似視為靜止的，碰撞后，電子獲得一定的能量和動量， X光子的能量和動量減小，所以X射線光子的波長變長。 高考考點：原子物理考點分析一、 歷史人物及相關成就1、 湯姆生：發(fā)現(xiàn)電子，并提出原子棗糕模型 說明原子可再分2、 盧瑟福：粒子散射實驗說明原子的核式結(jié)構(gòu)模型 發(fā)現(xiàn)質(zhì)子3、 查德威克：發(fā)現(xiàn)中子4、 約里

6、奧.居里夫婦：發(fā)現(xiàn)正電子5、 貝克勒爾：發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象說明原子核可再分6、 愛因斯坦：質(zhì)能方程，7、 玻爾：提出玻爾原子模型，解釋氫原子線狀光譜8、 密立根：油滴實驗測量出電子的電荷量二、 核反應的四種類型類型可控性核反應方程典例衰變衰變自發(fā)衰變自發(fā)人工轉(zhuǎn)變?nèi)斯た刂票R瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子查德威克發(fā)現(xiàn)中子 約里奧.居里夫婦 發(fā)現(xiàn)放射性同位素，同時發(fā)現(xiàn)正電子重核裂變比較容易進行人工控制輕核聚變除氫彈外無法控制 提醒：1、 核反應過程一般都是不可逆的，所以核反應方程只能用單箭頭表示反應方向，不能用等號連接。2、 核反應的生成物一定要以實驗事實為基礎，不能憑空只依據(jù)兩個守恒定律杜撰出生成物來寫出核反應方程3

7、、 核反應遵循質(zhì)量數(shù)守恒而不是質(zhì)量守恒，遵循電荷數(shù)守恒三、 三種射線比較種類速度0.1c0.99cC在電磁場中偏轉(zhuǎn)與a射線反向偏轉(zhuǎn)不偏轉(zhuǎn)貫穿本領最弱，用紙能擋住較強，穿透幾毫米的鋁板最強，穿透幾厘米的鉛板對空氣的電離作用很強較弱很弱產(chǎn)生機制核內(nèi)兩個中子和兩個質(zhì)子結(jié)合的比較緊密，有時會作為一個整體從較大的原子核拋射出來核內(nèi)的中子可以轉(zhuǎn)化為一個質(zhì)子和一個電子，產(chǎn)生的電子從核內(nèi)發(fā)射出來放射性原子核在發(fā)生兩種衰變后產(chǎn)生得新核往往處于高能級，當它向低能級躍遷時，輻射r光子提醒： 半衰期：表示原子衰變一半所用時間1、 半衰期由原子核內(nèi)部本身的因素據(jù)頂，跟原子所處的物理狀態(tài)(如壓強、溫度)或化學狀態(tài)（如單質(zhì)

8、、化合物）無關2、 半衰期是大量原子核衰變時的統(tǒng)計規(guī)律，個別原子核經(jīng)多長時間衰變無法預測，對個別或極少數(shù)原子核，無半衰期而言。3、 放射性同位素的應用：（1）工業(yè)、攤上、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療等（2）作為示蹤原子四、 原子結(jié)構(gòu)1、 原子的核式結(jié)構(gòu)模型（1）粒子散射實驗結(jié)果：絕大多數(shù)粒子穿過金箔后仍沿原來的方向前進，少數(shù)粒子發(fā)生了較大偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)粒子甚至被反彈回來。（2）原子的核式結(jié)構(gòu)模型：在原子中心有一個很小的原子核，原子全部的正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在核里，帶負電的電子在核外空間繞核旋轉(zhuǎn)。（3）原子核的尺度：原子核直徑的數(shù)量級為10-15m，原子直徑的數(shù)量級約為10-10m。（4）原子核的組成：原子核

9、是由質(zhì)子和中子組成的，原子核的電荷數(shù)等于核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)。2、玻爾原子模型（1）原子只能處于一系列能量不連續(xù)的狀態(tài)中，具有確定能量的未定狀態(tài)叫定態(tài)。原子處于最低能級的狀態(tài)叫基態(tài)，其他的狀態(tài)叫激發(fā)態(tài)。（2）頻率條件：高能m到低能m態(tài)：輻射光子（3）原子的不同能量狀態(tài)對應于電子的不同運行軌道。五、氫原子光譜1 -13.61 2 -3.40 3 -1.51 4 -0.85 5 -0.54 0 n E/eV圖3（1） 氫原子能級圖： 提醒：A、 原子躍遷條件：，只適用于光子和原子作用而使原子在各定態(tài)之間躍遷的情況。對于光子和原子作用而使原子電離時，只要入射光的能量，原子就能吸收，對于實物粒子與原子作用使原

10、子激發(fā)時，粒子能量大于或等于能級差即可。B、 原子躍遷發(fā)出的光譜線條數(shù)，是一群氫原子，而不是一個，因為某一個氫原子有固定的躍遷路徑。六、核力與核能1、核力：原子核內(nèi)核子間存在的相互作用力2、特點：強相互作用、短程力，作用范圍1.5×10-15m之內(nèi)3、核能（1）質(zhì)能方程：一定的能量和一定的質(zhì)量相聯(lián)系，物體的總能量和他的質(zhì)量成正比。即含義：物體具有的能量與他的質(zhì)量之間存在簡單的正比關系，物體的能量增大，質(zhì)量也增大，物體的能量減小，質(zhì)量也減小。（2）核子在結(jié)合成核子時出現(xiàn)質(zhì)量虧損，吸收的能量也要相應減小。原子核分解成核子時要吸收一定的能量，相應的質(zhì)量增加，吸收能量（2） 獲得方式：重核裂

11、變和輕核聚變聚變反應比裂變反應平均每個核子放出的能量大約要大3-4倍。波粒二象性、原子結(jié)構(gòu)和原子核一、單項選擇題1（云南省昆明八中2012屆高三上學期期中考試）氫原子輻射出一個光子后，根據(jù)玻爾理論，下述說法中正確的是（ ）A電子繞核旋轉(zhuǎn)的半徑增大 B氫原子的能量增大C氫原子的電勢能增大 D氫原子核外電子的速率增大2.（云南省部分名校2012屆高三上學期聯(lián)考理綜卷）某光電管的陰極為金屬鉀制成的，它的逸出功為2.21 eV，如圖所示是氫原子的能級圖，一群處于n = 4能級的氫原子向低能級躍遷時，輻射的光照射到該光電管的陰極上，這束光中能使金屬鉀發(fā)生光電效應的光譜線條數(shù)是（ ）A.2條 B.4條 C

12、.5條 D.6條E4E3E2E1圖1圖1所示為氫原子的四個能級，其中E為基態(tài)，若氫原子A處于激發(fā)態(tài)E2，氫原子B處于激發(fā)態(tài)E3，則下列說法正確的是 （） A原子A可能輻射出3種頻率的光子 B原子B可能輻射出3種頻率的光子C原子A能夠吸收原子B發(fā)出的光子并躍遷道能級E4D原子B能夠吸收原子A發(fā)出的光子并躍遷道能級E44（北京市朝陽區(qū)2012屆高三上學期期中統(tǒng)考）下列核反應方程中屬于衰變的是（ ）A BC D5.（福建省福州八中2012屆高三上學期質(zhì)檢物理試卷）用光照射某種金屬，有光電子從金屬表面逸出，如果光的頻率不變，而減弱光的強度，則（ ）A逸出的光電子數(shù)減少，光電子的最大初動能不變B逸出的光

13、電子數(shù)減少，光電子的最大初動能減小C逸出的光電子數(shù)不變，光電子的最大初動能減小D光的強度減弱到某一數(shù)值，就沒有光電子選出了6（云南省昆明八中2012屆高三上學期期中考試）下面列出的是一些核反應方程（ ） AX是質(zhì)子，Y是中子，Z是正電子 BX是正電子，Y是質(zhì)子，Z是中子 CX是中子，Y是正電子，Z是質(zhì)子 DX是正電子，Y是中子，Z是質(zhì)子7(2011年廣州模擬)仔細觀察氫原子的光譜，發(fā)現(xiàn)它只有幾條分離的不連續(xù)的亮線，其原因是()A氫原子只有幾個能級 B氫原子只能發(fā)出平行光C氫原子有時發(fā)光，有時不發(fā)光D氫原子輻射的光子的能量是不連續(xù)的，所以對應的光的頻率也是不連續(xù)的8（甘肅省河西五市部分高中201

14、2屆高三上學期聯(lián)考試題）下列說法正確的是（ ） A天然放射現(xiàn)象說明原子核內(nèi)部具有復雜結(jié)構(gòu) B粒子散射實驗說明原子核內(nèi)部具有復雜結(jié)構(gòu)C原子核能發(fā)生衰變說明原子核內(nèi)存在電子D氫原子從定態(tài)n=3躍遷到n=2，再躍遷到n=l定態(tài)，則后一次躍遷輻射出的光子波長比前一次的長 9（山西省忻州一中2012屆高三上學期月考試題）核電站核泄漏的污染物中含有碘131和銫137。碘131的半衰期約為8天，會釋放射線；銫137是銫133的同位素，半衰期約為30年，發(fā)生衰變時會輻射射線。下列說法正確的是（ ）DA碘131釋放的射線由氦核組成 B銫137衰變時輻射出的光子能量小于可見光光子能量C與銫137相比，碘131衰變

15、更慢 D銫133和銫137含有相同的質(zhì)子數(shù)10.（甘肅省蘭州五十五中2012屆高三上學期月考試題）放射性同位素釷232經(jīng)衰變會生成氡,其衰變方程為，其中( )A.x=1，y=3 B.x=2，y=3 C.x=3，y=1 D.x=3，y=211(2011屆·南京調(diào)研)下列敘述中不正確的有_A光的粒子性被光電效應和康普頓效應所證實B在粒子散射實驗的基礎上，盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型C紅外線照射某金屬表面時發(fā)生了光電效應，則紫外線也一定可以使該金屬發(fā)生光電效應D普朗克為了解釋光電效應的規(guī)律，提出了光子說。、 （04全國卷）在核反應方程式中（ ）AX是中子，k=9BX是中子，k=10CX是

16、質(zhì)子，k=9DX是質(zhì)子，k=10、某原子核吸收一個中子后，放出一個電子，分裂為兩個粒子。由此可知 （）AA=7，Z=3B A=7，Z=4 CA=8，Z=3 DA=8，Z=4、（06黑龍江）中子n、質(zhì)子p、氘核D的質(zhì)量分別為現(xiàn)用光子能量為E的射線照射靜止氘核使之分解，反應的方程為 若分解后中子、質(zhì)子的動能可視為相等，則中子的動能是：( )A. B.C. D.、.現(xiàn)有三個核反應： 3 下列說法正確的是（）A 是裂變，是衰變，是聚變 B 是聚變，是裂變，是衰變C 是衰變，是裂變，是聚變 D 是衰變，是聚變，是裂變、（重慶）14C是一種半衰期為5730年的放射性同位素。若考古工作者探測到某古木中14C

17、的含量為原來的，則該古樹死亡時間距今大約 （） A.22920年 B.11460C.5730年 D.2865年、（北京）目前核電站利用的核反應是 （） A.裂變，核燃料為鈾 B.聚變，核燃燒為鈾C.裂變，核燃燒為氘D.聚變，核燃料為氘、（北京）下列說法正確的是：（） A太陽輻射的能量主要來自太陽內(nèi)部的核裂變反應B湯姆生發(fā)現(xiàn)電子，表明原子具有核式結(jié)構(gòu)C一束光照射到某種金屬上不能發(fā)生光電效應，是因為該束光的波長太短D按照波爾理論，氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時，電子的動能減小，原子總能量增加二、雙項選擇題（山東省臨沂市2012屆高三上學期期中考試試題）科學家們并不比常人有太多

18、的身體差異，只是他們善于觀察，勤于思考，有更好的發(fā)現(xiàn)問題探究問題的毅力。下列規(guī)律或定律與對應的科學家敘述正確的是（ ）A伽利略與自由落體定律B開普勒與行星運動定律C愛因斯坦與能量守恒定律D牛頓與相對論.（陜西省長安一中2012屆高三上學期月考試卷）隨著科技的發(fā)展，大量的科學實驗促進了人們對微觀領域的認識，下列說法正確的是（ ）A湯姆孫通過對陰極射線的研究發(fā)現(xiàn)了電子，從而揭示了原子核是有復雜結(jié)構(gòu)的B盧瑟福通過粒子轟擊氮核實驗的研究，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子C德布羅意首先提出了物質(zhì)波的猜想，而電子衍射實驗證實了他的猜想D玻爾建立了量子理論，成功解釋了各種原子發(fā)光現(xiàn)象.關于近代物理初步的相關知識，下列說法中正確的是（ ）A.粒子散射實驗揭示了原子核有復雜結(jié)構(gòu)B.光電效應和康普頓效應均揭示了光具有粒子性C.氫原子相鄰低能級間的躍遷比相鄰高能級間躍遷所輻射的光子波長短D.升高或者降低放射性物質(zhì)的溫度均可改變其半衰期.在下列4個核反應方程中，x表示粒子的是（ ）A BC D（山西省忻州一中2012屆高三