人教版高二物理5知識點總結(jié) 省賽獲獎

物理選修3-5知識點總結(jié)1、一般物體熱輻射除了與溫度有關(guān)外，還與物體的材料和表面狀況有關(guān)。2、黑體輻射的規(guī)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。右圖會畫3、光電效應(yīng)（光照到金屬上，打出電子的現(xiàn)象）光電效應(yīng)的條件：入射光頻率≥金屬的極限頻率（截止頻率），入射光波長≤金屬極限波長入射光能量hν≥金屬逸出功③任一種金屬，都有自己的極限頻率νC，極限波長對應(yīng)金屬的逸出功W0，WO=hνC=hc/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；⑤光電子最大初動能與入射光的頻率有關(guān)，但不成正比，而與入射光強弱無關(guān)。關(guān)系式為EK=hν-WOWO，光電子最大初動能只隨著入射光頻率的增大而增大；右圖EK-圖像：橫軸的交點:金屬的截止頻率νc：縱軸的交點為:-E=-W0圖線的斜率k=普朗克常量h不同金屬在同一張EK-ν圖像中，斜率一樣⑥光電管內(nèi)被光照的金屬為陰極K，當其與電源負極相連時，所接為正向電壓。見右上圖若能發(fā)生光電效應(yīng)，滑動頭P在最左端時，U=0，電流≠0。滑動頭右移，電流增大然后趨于某最大值（飽和）。⑦當入射光顏色不變時（即頻率不變），入射光越強，單位時間內(nèi)入射的光子數(shù)越多，則單位時間內(nèi)射出的光電子數(shù)越多，飽和光電流越大⑧當陰極K與電源正極相連時，所接為反向電壓。滑動頭右移，電流逐漸減小到0.光電流恰好為0時，對應(yīng)的反向電壓叫遏止電壓(UC)：UCe=EKUc與入射光頻率ν關(guān)系：LINKG:\\物理選修3-5總結(jié).docOLE_LINK1\a\rUCe=hν-WOUc=(νhνc)/e圖像如左圖：橫軸交點：金屬的截止頻率，縱軸交點=-WO/e斜率為h/e由I－U圖象可以得到的信息(1)遏止電壓Uc：圖線與橫軸的交點的絕對值.(2)飽和光電流Im：電流的最大值.(3)最大初動能：Ekm＝eUc.例：用5eV的光子照射光電管，其電流表示數(shù)隨電壓變化如右圖，圖中Uc=3V，則，光電子最大初動能=3ev光電管金屬逸出功=2ev例：當用一束紫外線照在原來不帶電的驗電器金屬球上的鋅板時，發(fā)生了光電效應(yīng)，則鋅板打出電子，鋅板帶正電，與它相連的驗電器金屬箔帶正電。光的干涉、衍射、偏振現(xiàn)象證明光具有波動性，康普頓效應(yīng)說明光具有粒子性。所以光具有波粒二象性。p=h/λ=E/C少量的光子表現(xiàn)出粒子性，大量光子運動表現(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光的波動性不是光子之間相互作用引起的，是光子自身固有性質(zhì)德布羅意提出，任何一個運動的物體都有一種波與之對應(yīng)，宏觀物體也存在波動性，波長很小。這種波叫物質(zhì)波，也叫德布羅意波。其波長λ=h/p；，P=mv(實物粒子質(zhì)量*速度)例：動能相同的電子和質(zhì)子，各自對應(yīng)的德布羅意波長不相等；電子波長大。電子束穿過鋁箔后的衍射圖樣證實了電子（或粒子）具有波動性。（實驗中電子流波長比原子尺寸大，才能明顯衍射）。入射光或入射實物粒子流波長越?。úㄩL比障礙物尺寸?。?，顯微鏡的分辨本領(lǐng)越高，因為衍射現(xiàn)象不明顯。物質(zhì)波電磁波均是概率波6、湯姆生研究陰極射線，發(fā)現(xiàn)電子。這說明原子有復(fù)雜結(jié)構(gòu)，原子可以再分。陰極射線就是電子α粒子散射實驗（α粒子轟擊金箔）金箔是重金屬箔，且延展性好。絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后仍沿原來的方向前進，少數(shù)α粒子卻發(fā)生了較大的偏轉(zhuǎn)，并且有極少數(shù)α粒子偏轉(zhuǎn)角超過了90°，有的甚至被彈回。盧瑟福根據(jù)α粒子散射實驗現(xiàn)象，提出原子的核式結(jié)構(gòu)模型核式結(jié)構(gòu)模型內(nèi)容：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全部質(zhì)量都集中在原子核里，帶負電的電子在核外空間里繞著核旋轉(zhuǎn)。α粒子散射實驗的用途三個：發(fā)現(xiàn)原子核式結(jié)構(gòu)模型；原子核帶電量（正電荷數(shù)）；估計原子核半徑（數(shù)量級為10-15m）。8、各種原子的發(fā)射光譜都是線狀譜，說明原子只發(fā)出幾種特定頻率的光。我們可以利用線狀譜、吸收光譜中的特征譜線來鑒別物質(zhì)，進行光譜分析，確定這是何種元素。太陽光譜是吸收光譜，從太陽光譜中的暗線可知太陽大氣層中含有什么元素。經(jīng)典物理學既無法解釋原子的穩(wěn)定性，又無法解釋原子光譜的分立特征。9、玻爾的原子模型玻爾在盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)學說基礎(chǔ)上，把普朗克的量子理論運用到原子系統(tǒng)上，提出玻爾理論。軌道量子化：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)定的，電子雖然繞核運動，但并不向外輻射能量。原子核外電子在離核最近的軌道上運動，這種定態(tài)叫做基態(tài)，n=1，原子能量最低。n=2處于第一激發(fā)態(tài)，n=3處于第二激發(fā)態(tài)；n=∞,處于電離態(tài)，電子脫離原子核束縛能級量子化：電子沿不同的軌道繞核運動時，原子的定態(tài)是不連續(xù)的，因此能級也是不連續(xù)的。原子總能量（能級）=電子的動能+原子核及電子共同具有的電勢能。當電子吸收一個光子后，n變大，電子離原子核變遠，軌道半徑變大，電勢能增大，動能變小，總能量變大。靜電力提供向心力：Ke2/r2=mv2/r→EK=ke2/2r,r變大，電子動能變小。電子向高能級躍遷時，半徑變大，庫侖力做負功，電勢能Ep增加；電子向高能級躍遷需要吸收光子，所以原子能量變大從高能級向低能級躍遷時只能放出（輻射）光子，且光子能量hν=E高-E低一群氫原子處于量子數(shù)為n的激發(fā)態(tài)時，能輻射出的光譜線條數(shù)為N=n(n-1)/2。這些就是原子光譜的特征譜線。要會畫躍遷圖，并會計算這些光子能量。一個氫原子處于量子數(shù)為n的激發(fā)態(tài)時，最多能輻射出n-1條譜線。氫原子光譜中：其中3、4、5、6、躍遷到2的四條譜線是可見光原子從低能級向高能級躍遷時可能是光照，也可能是由于實物粒子碰撞。光照情況下：若原子不能被電離，則只能吸收滿足能級差的光子。且光子能量hν=E高-E低。若原子能被電離，則可吸收大于等于電離能的所有光子。一個電子俘獲一個光子，用掉電離能，剩下的能量是自由電子的動能。電離能W：使某一定態(tài)的電子逃到n=∞所需要吸收的能量。W=E∞-En=0-En=-En（2）實物粒子撞擊時，只要實物粒子的動能大于等于能級差均可。rn=n2r1,En=E1/n2(n=1,2,3)E1=根據(jù)En=n2,n變大，En變大已知大量氫原子處于n=4能級，En=E1/n2，將輻射的光子按能量大小排列，并求出波長最大值為多少？能量從小到大4→33→2，4→2，2→1，3→1，4→1波長越大，能量越小。E4—E3=例2：的光子照射在處于基態(tài)E1的氫原子上，使其核外電子被電離，求電離后自由電子的動能？Ek=eV的光子照射在處于第一激發(fā)態(tài)的氫原子上，已知E1=，En=E1/n2求電離后自由電子的動能？解：第一激發(fā)態(tài)n=2,E2=,其電離能為eV，所以氫原子核外電子吸收光子能量被電離，還剩下eV是電離后自由電子的動能例4：如圖所示為氫原子的能級圖，n為量子數(shù)，若氫原子由n＝3能級躍遷到n＝2能級的過程釋放出的光子恰好能使某種金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，則一群處于n＝4能級的氫原子在向基態(tài)躍遷時，產(chǎn)生的光子中有幾種頻率的光子能使該金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，其中金屬逸出功多大？光電子的最大初動能Ekm？能量從大到小4→1，3→1，2→1，4→2，3→2，4→3光電子的最大初動能Ekm=玻爾模型的成功之處在于能解釋氫原子的線狀譜，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?，F(xiàn)代量子理論認為電子的軌道只能用電子云來描述。貝可勒爾發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象，揭示原子核有復(fù)雜結(jié)構(gòu)，原子核可以再分。α射線就是氦核，正電，速度，能被紙片擋住，電離作用很強，云室中徑跡直而清晰。β射線為電子，負電，速度，貫穿本領(lǐng)較強（能穿透幾毫米的鋁板），電離作用較弱；云室中高速β粒子徑跡又細又直，低速β粒子徑跡又短又粗而且彎曲。γ射線是γ光子，不帶電，速度是C，是電磁波，貫穿本領(lǐng)最強（能穿透幾厘米的鉛板和幾十厘米厚的混凝土），電離作用很小，云室中看不到徑跡。射線來源實質(zhì)：α射線是衰變時，反應(yīng)物原子核內(nèi)2個質(zhì)子和2個中子十分緊密結(jié)合在一起，拋射出來；β射線是衰變時，反應(yīng)物原子核內(nèi)一個中子變成質(zhì)子和電子，電子發(fā)射出來γ射線實質(zhì)是當放射性物質(zhì)發(fā)生衰變和β衰變時，產(chǎn)生的新原子核（生成物）處于高能級（激發(fā)態(tài)），在向低能級躍遷的過程中放出的。γ射線伴隨著衰變和β衰變同時發(fā)生放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變需要的時間.半衰期是由核內(nèi)部本身的因素決定，與原子所處的物理狀態(tài)（如壓力溫度）或化學狀態(tài)（如單質(zhì)形式還是化合物形式）無關(guān)，它是對大量原子的統(tǒng)計規(guī)律。氡的半衰期天。1000個氡核經(jīng)過天，剩下500個。（錯）1克氡核經(jīng)過天剩下克（對）1克鈾礦石經(jīng)過一個半衰期，質(zhì)量只剩一半。（錯）α粒子：β粒子（電子）：質(zhì)子：中子：正電子：eq\o\al(

0,+1)eα衰變方程通式XY+He；生成的新核比原核質(zhì)子數(shù)中子數(shù)各少了2個衰變方程通式：XY+e；生成新核比原核質(zhì)子數(shù)增加了1，中子數(shù)少了1。12、原子核的組成盧瑟福用α粒子轟擊氮原子核，即氫原子核,并預(yù)測了中子存在。核反應(yīng)方程N+HeO+H這也是人類第一次實現(xiàn)的原子核的人工轉(zhuǎn)變查德威克用α粒子轟擊鈹原子核，發(fā)現(xiàn)中子。Be+HeC+n小居里夫婦在用α粒子轟擊鋁箔，第一次用人工方法得到放射性同位素，并發(fā)現(xiàn)正電子。eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(27,13)Al→eq\o\al(1,0)n＋eq\o\al(30,15)Peq\o\al(30,15)P→eq\o\al(30,14)Si＋eq\o\al(

0,+1)e放射性同位素生活中用的射線來源幾乎都源自產(chǎn)生的射線，因為半衰期短，核廢料干凈，便于處理。應(yīng)用：工業(yè)上射線測厚儀、農(nóng)業(yè)上培優(yōu)保鮮、醫(yī)學上放射治療、農(nóng)業(yè)醫(yī)學上示蹤原子原子核XA=質(zhì)量數(shù)=質(zhì)子數(shù)+中子數(shù)=核子數(shù)Z=核電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)=原子序數(shù)=核外電子數(shù)N=中子數(shù)=A-Z質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)不同的原子互稱同位素。例如氕、氘、氚△mC2=生成物動能之和+放出的光子能量13、在大于×10－15m時表現(xiàn)為吸引力，超過×10－15m時，核力急劇下降幾乎消失；而在距離小于×10－15m時，核力表現(xiàn)為斥力．只有相鄰的核子間才有核力。具有飽和性。自然界中較輕的原子核中，質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)大致相等，但較重的原子核中，中子數(shù)大于質(zhì)子數(shù)，越重的原子核，兩者相差越多。14、自由核子結(jié)合為原子核時釋放的能量或原子核分解為自由核子時需吸收的最小的能量,稱為結(jié)合能，亦稱核能。結(jié)合能△E=△mC2(質(zhì)量虧損=自由核子的質(zhì)量之和-原子核的質(zhì)量)÷核子數(shù)例：已知質(zhì)子、中子、He的質(zhì)量分別為mP、mn、m3，則當2個質(zhì)子2個中子結(jié)合成He，釋放能量，氦核的結(jié)合能為（2mp+2mn-m3）C2,氦核的比結(jié)合能為（2m1+2m2-m3）C2/41uC2==（兆電子伏特即106電子伏特）1Mev=×10-13J△E=△mC2(質(zhì)量△m單位kg,光速C=3×108m/s能量△E單位:焦耳)△E=△mC2=（2mD-）C2△E=(2×)×△E=4E2-4E1分析：一個4E2-4E1能量例3：一個靜止的氡核(eq\o\al(222,86)Rn)放出一個α粒子后變成釙核(eq\o\al(218,84)Po).已知釙核的速率v＝1×106m/s，求α粒子的速率.解：由動量守恒定律得mαvα－mPov＝0左上方代表質(zhì)量數(shù)，可看做質(zhì)量之比mα=4mmPo=218m得：vα＝×107m/s例4：原來靜止的氡核發(fā)生一次α衰變生成新核釙，并放出一個能量E0＝的光子．已知放出的α粒子動能Eα＝，忽略放出光子的動量，但考慮其能量，1u相當于的能量．(1)寫出衰變的核反應(yīng)方程；(2)衰變過程中總的質(zhì)量虧損為多少？(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)例5：在足夠大的勻強磁場中，靜止的A核發(fā)生衰變，沿與磁場垂直的方向釋放出一個粒子后，變?yōu)橐粋€新核B，新核與放出的粒子在磁場中運動的軌跡為外切圓，半徑之比為44:1；則分析可得：發(fā)生了α衰變，大圓是α粒子軌跡，B核電量是88e，A核原子序數(shù)是是90改：在足夠大的勻強磁場中，靜止的A核發(fā)生衰變，沿與磁場垂直的方向釋放出一個粒子后，變?yōu)橐粋€新核B，新核與放出的粒子在磁場中運動的軌跡為內(nèi)切圓，半徑之比為44:1；則分析可得：發(fā)生了β衰變，大圓是β粒子軌跡，B核電量是44e，A核原子序數(shù)是是43△E=△