選修3-5知識點歸納

1、選修3-5知識點歸納一、動量守恒定律1、動量：物體的質(zhì)量跟其速度的乘積，叫做物體的動量。動量的表達(dá)式P=mv。單位是千克米/秒。動量是矢量，其方向就是瞬時速度的方向。因為速度是相對的，所以動量也是相對的。2、動量守恒定律：當(dāng)系統(tǒng)不受外力作用或所受合外力為零，則系統(tǒng)的總動量守恒。動量守恒定巴+耳=巧律根據(jù)實際情況有多種表達(dá)式，一般常用，等號左右分別表示系統(tǒng)作用前后的總動量。mV+mv二mV/+mv/（規(guī)定正方向）二一112211221動量守恒定律的條件：系統(tǒng)不受力、所受外力的矢量和為零或外力的作用遠(yuǎn)小于系統(tǒng)內(nèi)物體間的相互作用力，即系統(tǒng)所受外力的矢量和為零。（碰撞、爆炸、反沖）注意：某一方向動量守

2、恒的條件：系統(tǒng)所受外力矢量和不為零，但在某一方向上的力為零,則系統(tǒng)在這個方向上的動量守恒。必須注意區(qū)別總動量守恒與某一方向動量守恒。運(yùn)用動量守恒定律要注意以下幾個問題： 動量守恒定律一般是針對物體系的，對單個物體談動量守恒沒有意義。 對于某些特定的問題，例如碰撞、爆炸等，系統(tǒng)在一個非常短的時間內(nèi)，系統(tǒng)內(nèi)部各物體相互作用力，遠(yuǎn)比它們所受到外界作用力大，就可以把這些物體看作一個所受合外力為零的系統(tǒng)處理，在這一短暫時間內(nèi)遵循動量守恒定律。 計算動量時要涉及速度，這時一個物體系內(nèi)各物體的速度必須是相對于同一慣性參照系的，一般取地面為參照物。 動量是矢量，因此“系統(tǒng)總動量”是指系統(tǒng)中所有物體動量的矢量和

3、，而不是代數(shù)和。 動量守恒定律也可以應(yīng)用于分動量守恒的情況。有時雖然系統(tǒng)所受合外力不等于零，但只要在某一方面上的合外力分量為零，那么在這個方向上系統(tǒng)總動量的分量是守恒的。 動量守恒定律有廣泛的應(yīng)用范圍。只要系統(tǒng)不受外力或所受的合外力為零，那么系統(tǒng)內(nèi)部各物體的相互作用，不論是萬有引力、彈力、摩擦力，還是電力、磁力，動量守恒定律都適用。系統(tǒng)內(nèi)部各物體相互作用時，不論具有相同或相反的運(yùn)動方向；在相互作用時不論是否直接接觸；在相互作用后不論是粘在一起，還是分裂成碎塊，動量守恒定律也都適用。3、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(yùn)動狀態(tài)發(fā)生顯著化的現(xiàn)象叫做碰撞。以物體間碰撞

4、形式區(qū)分，可以分為“對心碰撞”（正碰）和“非對心碰撞”，而物體碰前后速度沿它們球心的連線；以物體碰撞前后兩物體總動能是否變化區(qū)分，可以分為：“彈性碰撞”。碰撞前后物體系總動能守恒；“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，物體在相碰后粘合在一起，獲得共同速度，動能損失最大。各類碰撞都遵守動量守恒定律和能量守恒定律，不過在非彈性碰撞中，有一部分動能轉(zhuǎn)變成了其他形式能量，因此動能不守恒了。二、量子理論的建立黑體和黑體輻射I1、量子理論的建立：900年德國物理學(xué)家普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£的整數(shù)倍，這個不可再分的能量值£叫做能量子&#

5、163;=hvoh為普朗克常數(shù)（6.63XIO-34J.S）P28普朗克的假設(shè)則認(rèn)為微觀粒子的能量是量子化的，或說能量是分立的。P29neor2、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(fā)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(guī)律為：溫度越高各種波長的輻射強(qiáng)度都增加.同時.輻射強(qiáng)度的極大值向波長較短的方向移動。（普朗克的能量子理論很好的解釋了這一現(xiàn)象）P28三、光電效應(yīng)光子說光電效應(yīng)方程1、光電效應(yīng)（表明光子具有能量）（1）光的電磁說使光的波動理論發(fā)展到相當(dāng)完美的地步，但是它并不能解釋光電效應(yīng)的現(xiàn)象。在光（包括不可見光）的照射下從物體發(fā)射出電子的現(xiàn)象叫做

6、光電效應(yīng)，發(fā)射出來的電子叫光電子。（實驗圖在課本）（2）光電效應(yīng)的研究結(jié)果：P31：存在飽和電流，這表明入射光越強(qiáng)，單位時間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)越多； 存在遏止電壓：使光電流減小到零的反向電壓丄mv2=eu；2ecc 截止頻率：光電子的能量與入射光的頻率有關(guān)，而與入射光的強(qiáng)弱無關(guān)，當(dāng)入射光的頻率低于截止頻率時不能發(fā)生光電效應(yīng)；效應(yīng)具有瞬時性：光電子的發(fā)射幾乎是瞬時的，一般不超過10-9So（理解：P3117.2-3圖）（波動說在光電效應(yīng)上遇到的困難：波動說認(rèn)為光的能量即光的強(qiáng)度是由光波的振幅決定的與光的頻率無關(guān)。所以波動說對解釋上述實驗規(guī)律中的條都遇到困難）2、光子說:光本身就是由一個個不可分割的

7、能量子組成的頻率為v的光的能量子為E二hu。這些能量子被成為光子。其中h為普郎克常量h=6.63X10-34jS3、IU曲線稱為光電管的伏安特性曲線。加反向電壓可求光電子初動能：對圖中的兩電極K和A加反向電壓，則其間的反向電場將對光電子起減速作用，反向電壓越大，光電流就越小，當(dāng)反向電壓達(dá)到某一數(shù)值Uc時，（滿足：）光電流降到零，如圖所示。此時Uc稱為遏止電壓。愛因斯坦光電效應(yīng)方程:（畫出圖像）（Ek是光電子的；W是）k0當(dāng)E二0時，橫截距：v二，v為，縱截距k00圖像中斜率意義：當(dāng)光電管上的反向電壓達(dá)到截止電壓U時光電流I為零，此eU=丄mv2，方程式可改寫成：c2eU=hv一W=hv一hv（

8、畫出圖像）C00當(dāng)U=0時，橫截距：v=，v為，縱截距C00圖像中斜率意義：四、光的波粒二象性物質(zhì)波概率波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(yīng)和康普頓效應(yīng)又用無可辯駁的事實表明光是一種粒子，由于光既有波動性，又有粒子性，只能認(rèn)為光具有波粒二象性。但不可把光當(dāng)成宏觀觀念中的波，也不可把光當(dāng)成宏觀觀念中的粒子。少量的光子表現(xiàn)出粒子性大量光子運(yùn)動表現(xiàn)為波動性：光在傳播時顯示波動性與物質(zhì)發(fā)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。（P41電子干涉條紋對概率波的驗證）2、光子的能量E二hv,光子的動量p二h/入表示式也可以看出，光的

9、波動性和粒子性并不矛盾：表示粒子性的粒子能量和動量的計算式中都含有表示波的特征的物理量一一頻率v和波長入。3、物質(zhì)波=1924年德布羅意（法）提出，實物粒子和光子一樣具有波動性，任何一個運(yùn)動著的物體都有一種與之對應(yīng)的波，波長入二h/p，這種波叫物質(zhì)波，也叫德布羅意波。（P38物質(zhì)波的實驗驗證：電子的衍射圖樣：電子顯微鏡的分辨率為何遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于光學(xué)顯微鏡）4、概率波：從光子的概念上看，光波是一種概率波。五、原子核式模型機(jī)構(gòu)1、1897年湯姆生（英）對陰極射線進(jìn)行了一系列的研究發(fā)現(xiàn)了電子，提出原子的棗糕模型，揭原來的方向前進(jìn)少數(shù)a粒子卻發(fā)生了較大的偏轉(zhuǎn)，并且有極少數(shù)a粒子偏轉(zhuǎn)角超過了90°,

10、有的甚至被彈回，偏轉(zhuǎn)角幾乎達(dá)到180°。（P53圖18.2-3）3、盧瑟福在1911年提出原子的核式結(jié)構(gòu)學(xué)說：在原子的中心有一個很小的核,叫做原子核,原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里,帶負(fù)電的電子在核外空間里繞著核旋轉(zhuǎn)。這個學(xué)說，可很好地解釋a粒子散射實驗結(jié)果，a粒子散射實驗的數(shù)據(jù)還可以估計原壬核的大?。〝?shù)量級為10-即）和原子核的正電荷數(shù)。原子序數(shù)二核電荷數(shù)二質(zhì)子數(shù)二核外電子數(shù)。六、氫原子的光譜1、光譜的種類：1）發(fā)射光譜：物質(zhì)發(fā)光直接產(chǎn)生的光譜。熾熱的固體、液體及高溫高壓氣體發(fā)光產(chǎn)牛連續(xù)光譜：稀薄氣體發(fā)光產(chǎn)牛線狀譜.不同元素的線狀譜線不同又稱特征譜線。（2）吸收光譜

11、：連續(xù)譜線中某些頻率的光被稀薄氣體吸收后產(chǎn)生的光譜，元素能發(fā)射出何種頻率的光，就相應(yīng)能吸收何種頻率的光，因此吸收光譜也可作元素的特征譜線。2、氫原子的光譜是線狀的（這些亮線稱為原子的特征譜線即輻射波長是分立的。3、基爾霍夫開創(chuàng)了光譜分析的方法利用元素的特征譜線（線狀譜或吸收光譜）鑒別物質(zhì)的分析方法。七、原子的能細(xì)1、盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)學(xué)說跟經(jīng)典的電磁理論發(fā)生矛盾（矛盾為：a、原子是不穩(wěn)定的：b、原子光譜是連續(xù)譜），1913年玻爾（丹麥）在其基礎(chǔ)上，把普朗克的量子理論運(yùn)用到原子系統(tǒng)上,提出玻爾理論。2、玻爾理論的假設(shè)：（1）定態(tài)假設(shè)：原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中，在這些狀態(tài)中原子是穩(wěn)定

12、的，電子雖然繞核運(yùn)動，但并不向外輻射能量，這些狀態(tài)叫做定態(tài)。氫原子的各個定態(tài)的能量值，叫做它的能級。原子處于最低能級時電子在離核最訴的軌道卜運(yùn)動這種定態(tài)叫做基態(tài);原子處于較高能級時電子在離核較遠(yuǎn)的軌道上運(yùn)動的這些定態(tài)叫做激發(fā)態(tài)。（2）軌道量子化假設(shè)：原子的不同能量狀態(tài)跟電子沿不同的圓形軌道繞核運(yùn)動相對應(yīng)。原子的定態(tài)是不連續(xù)的.因此電子的可能軌道的分布也是否連續(xù)的。（3）頻率條件（躍遷假設(shè)）：原子從一種定態(tài)（設(shè)能量為E）躍遷到另一種定態(tài)（設(shè)能量為nE）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(tài)的能量差決定.即mhu=E-E,（能級圖見3-5第58頁）nm3、玻爾計算公式:r=n2

13、r,E=E/n（n二1,2,3）r二0.53x10-1。m,E=-13.6eV，分別n1n111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(yùn)動時的能量。（選定離核無限遠(yuǎn)處的電勢能為零，電子從離核無限遠(yuǎn)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(fù)值，而且離核越訴電勢能越小。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于碰撞（用加熱的方法，使分子熱運(yùn)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于或等于電離能的任何頻率的光子。5、

14、一群氫原子處于量子數(shù)為n的激發(fā)態(tài)時，在躍遷到基態(tài)的過程中可能輻射出的光譜線條數(shù)為N二C盧瑟福預(yù)想到原子內(nèi)存在質(zhì)量跟質(zhì)子相等的不帶電的中性粒子，即中子。查德威克經(jīng)過研究，證明：用天a射線轟擊鈹時，會產(chǎn)生一種看不見的貫穿能力很強(qiáng)（10-20厘米的鉛板）的不帶電粒子，用其轟擊石蠟時，竟能從石蠟中打出質(zhì)子，此貫穿能力極強(qiáng)的射線即為設(shè)想中的亠丁丄匕宀工口：血十松一總+詁中子。核反應(yīng)萬程質(zhì)子和中子統(tǒng)稱核子原子核的電荷數(shù)等于其質(zhì)子數(shù)，原子核的質(zhì)量數(shù)等于其質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)的和。具有相同質(zhì)子數(shù)的原子屬于同一種元素：具有相同的質(zhì)子數(shù)和不同的中子數(shù)的原子互稱同位素。天然放射現(xiàn)象（1）人類認(rèn)識原子核有復(fù)雜結(jié)構(gòu)和它的變化

15、規(guī)律，是從天然放射現(xiàn)象開始的。n6、玻爾模型的成功之處在于它引入了量子概念（提出了能級和躍遷的概念，能解釋氣體導(dǎo)電時發(fā)光的機(jī)理、氫原子的線狀譜），局限之處在于它過多地保留了經(jīng)典理論（經(jīng)典粒子、軌道等），無法解釋復(fù)雜原子的光譜。7、現(xiàn)代量子理論認(rèn)為電子的軌道只能用電子云來描述。8、光譜測量發(fā)現(xiàn)原子光譜是線狀譜和夫蘭克一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）八、原子核的組成1、1919年盧瑟福用a粒子轟擊氮原子核發(fā)現(xiàn)質(zhì)子即氫原子核。核反應(yīng)方程：:沖十；皿T1診*認(rèn)文檔大全實用標(biāo)準(zhǔn)文案（2）1896年貝克勒耳發(fā)現(xiàn)放射性，在他的建議下，瑪麗居里和皮埃爾居里經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)了新兀素釙和鐳。

16、（3）用磁場來研究放射線的性質(zhì)（圖見3-5第65頁）：a射線帶正電，偏轉(zhuǎn)較小，a粒子就是氨原子核，貫穿本領(lǐng)很小，電離作用很強(qiáng)，使底片感光作用很強(qiáng)；B射線帶負(fù)電，偏轉(zhuǎn)較大，是高速電子流，貫穿本領(lǐng)很強(qiáng)（幾毫米的鋁板），電離作用較弱；Y射線中電中性的，無偏轉(zhuǎn)，是波長極短的電磁波，貫穿本領(lǐng)最強(qiáng)（幾厘米的鉛板），電離作用很小。九、原子核的衰變半衰期1、原子核由于放出某種粒子而轉(zhuǎn)變?yōu)樾潞说淖兓凶鲈雍说乃プ冸姾蓴?shù)和質(zhì)量數(shù)在恒變中電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)都是守恒的（注意：質(zhì)量并不守恒。）。Y射線是伴隨a射線或B射線產(chǎn)生的，沒有單獨(dú)的Y衰變（Y衰變：原子核處于較高能級，輻射光子后躍遷到低能級o）oa衰變舉例敦T詐+松

17、卩衰變舉例訥T訓(xùn)”品類型衰變方程規(guī)律4衰變衰變%霉出比新核：電荷數(shù)減少2質(zhì)量數(shù)減少44衰變衰變新核：電荷數(shù)增加質(zhì)量數(shù)不變在B衰變中新核子數(shù)多一個,而質(zhì)量數(shù)不變是由于反映中有一個中子變?yōu)橐粋€質(zhì)子和一個電子，即：，弱相互互作用是引起衰變的原因）厶半衰期：放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變需要的時間。放射性元素衰變的快慢是由核內(nèi)部本身的因素決定，與原子所處的物理狀態(tài)或化學(xué)狀態(tài)無關(guān)，它是對木量原子的統(tǒng)計規(guī)律）十、放射性的應(yīng)用與防護(hù)放射性同位素|1934年，約里奧居里和伊麗芙居里發(fā)現(xiàn)經(jīng)過a粒子轟擊的鋁片中含有放射性磷1與天然的放射性物質(zhì)相比，人造放射性同位素：1、放射強(qiáng)度容易控制2、可以制成各種需要的形狀

18、3、半衰期更短4、放射性廢料容易處理2. 放射性同位素的應(yīng)用（一）利用它的射線A、由于Y射線貫穿本領(lǐng)強(qiáng)，可以用來Y射線檢查金屬內(nèi)部有沒有砂眼或裂紋，所用的設(shè)備叫Y射線探傷儀.B、利用射線的穿透本領(lǐng)與物質(zhì)厚度密度的關(guān)系，來檢查各種產(chǎn)品的厚度和密封容器中液體的高度等，從而實現(xiàn)自動控制C、利用射線使空氣電離而把空氣變成導(dǎo)電氣體，以消除化纖、紡織品上的靜電D、利用射線照射植物，引起植物變異而培育良種，也可以利用它殺菌、治病等（二）作為示蹤原子：用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)及生物研究.等棉花在結(jié)桃、開花的時候需要較多的磷肥，把磷肥噴在棉花葉子上，磷肥也能被吸收但是，什么時候的吸收率最高、磷在作物體內(nèi)能存留多長時間、磷

19、在作物體內(nèi)的分布情況等，用通常的方法很難研究如果用磷的放射性同位素制成肥料噴在棉花葉面上，然后每隔一定時間用探測器測量棉株各部位的放射性強(qiáng)度，上面的問題就很容易解決用碘的同位素檢測甲狀腺疾病。十一、核力與結(jié)合能質(zhì)量虧損1、核力：能夠把核中的各種核子聯(lián)系在一起的強(qiáng)大的力叫做核力.（1）核力是四種相互作用中的強(qiáng)相互作用（強(qiáng)力）的一種表現(xiàn)。核力是短程力。約在10-i5m量級時起作用，距離大于0.8X10-i5m時為引力，距離超過1.5X10-i5m時核力幾乎消失，距離小于0.8X10-i5m時為斥力。（3）核力具有飽和性。核子只對相鄰的少數(shù)核子產(chǎn)生較強(qiáng)的引力，而不是與核內(nèi)所有核子發(fā)生作用。（4）核力

20、具有電荷無關(guān)性。對給定的相對運(yùn)動狀態(tài)，核力與核子電荷無關(guān)。核子結(jié)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(jié)合能，亦稱核能。2、比結(jié)合能：結(jié)合能與核子數(shù)之比，稱做為比結(jié)合能。也叫平均結(jié)合能。比結(jié)合能越大，表示原子核中核子結(jié)合得越牢固，原子核越穩(wěn)定。3、質(zhì)量虧損：原子分解為核子時，質(zhì)量增加；核子結(jié)合成原子核時，質(zhì)量減少。原子核的質(zhì)量小于組成原子核的核子的質(zhì)量之和，叫做質(zhì)量虧損愛因斯坦質(zhì)能方程：E二mc2，式中c是真空中的光速，m是物體的質(zhì)量，E是物體的能量。核子在結(jié)合成原子核時出現(xiàn)的質(zhì)量虧損Am，正表明它們在互相結(jié)合過程中放出了能量E=AmC2，常用單位：m用“u（原子質(zhì)量單位）”1u=1.660566X10-27kg，1uc2=931.5MeV（表示1u的質(zhì)量變化相當(dāng)于931.5MeV的能量改變，此結(jié)論在計算中可直接應(yīng)用）核子組成不同的原子核時，平均每個核子的質(zhì)量虧損是不同的，所