高中物理選修-4,3-5知識點(diǎn)掃盲

選修3-4知識點(diǎn)掃盲1、簡諧運(yùn)動的動力學(xué)特征：F=-kx（“－”表示回復(fù)力與位移的方向相反）簡諧運(yùn)動的運(yùn)動學(xué)特征：（“－”表示加速度方向與位移的方向相反）2、簡諧運(yùn)動的表達(dá)式:x=Asin(ωt+φ)A：振幅—振動物體離開平衡位置的最大距離，標(biāo)量，反映振動的強(qiáng)弱。簡諧運(yùn)動的振幅不變，而位移在時刻變化。ω:角速度ω=2/TT:周期：完成一次全振動所需要的時間,與振幅無關(guān),與振動系統(tǒng)本身的參數(shù)有關(guān).Φ：相位，表達(dá)振子的狀態(tài)。相位差3、簡諧運(yùn)動的圖象①振動圖象的含義：振動圖象表示了振動物體的位移隨時間變化的規(guī)律②圖象的用途：從圖象中可以知道：（1）可直接讀取振幅A，周期T及各時刻的位置（（2）判定回復(fù)力，加速度方向，（總指向時間軸）（3）判定簡諧振動速度的方向（4）判定在某段時間內(nèi)位移，回復(fù)力、加速度、速度、動能、勢能變化情況。③注意：（1）．簡諧運(yùn)動的圖象不是振動質(zhì)點(diǎn)的軌跡．（2）．簡諧運(yùn)動的周期性，體現(xiàn)在振動圖象上是曲線的重復(fù)性．簡諧運(yùn)動是一種復(fù)雜的非勻變速運(yùn)動．但運(yùn)動的特點(diǎn)具有簡單的周期性、重復(fù)性、對稱性．所以用圖象研究要比用方程要直觀、簡便．4、單擺作簡諧振動的條件：若單擺的最大擺角不得超過100時，單擺可視為作簡諧振動。周期公式：，L：懸點(diǎn)到小球重心的距離，g為單擺所在位置處的重力加速度（單擺處在慣性系統(tǒng)中）。秒擺的周期為2秒。5、單擺周期公式提供了一種測量重力加速度的方法。該實(shí)驗(yàn)應(yīng)注意：（1）單擺是一理想模型，應(yīng)是一根輕繩系一質(zhì)點(diǎn)組成。因此本實(shí)驗(yàn)中線要輕而長（且不易伸長），球應(yīng)重而小，應(yīng)選用密度大的金屬球。（2）實(shí)驗(yàn)時，懸線上的懸點(diǎn)不能動。擺線偏離豎直方向的夾角不超過100，擺球必需在同一豎直平面內(nèi)擺動，不能形成圓錐擺。（3）實(shí)驗(yàn)的誤差來源主要是周期，測量時，除用累積法外，還應(yīng)從擺球通過最低位置時開始計時，以后擺球從同一方向通過最低位置時進(jìn)行計數(shù)，且在數(shù)“零”的同時按下秒表，開始計時計數(shù)。（4）為了減小誤差，處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，還可以用圖像法，即根據(jù)幾組T、L的值，畫出T2-L的圖像，求得直線的斜率k，即得。6、受迫振動：振動系統(tǒng)在周期性的驅(qū)動力下的運(yùn)動。受迫振動的頻率等于驅(qū)動力的頻率，與固有頻率無關(guān)。當(dāng)驅(qū)動力的頻率和物體的固有頻率相等時．受迫振動的振幅最大，即發(fā)生共振。7、機(jī)械波分為橫波和縱波，機(jī)械波的傳播需要介質(zhì)，橫波中介質(zhì)振動的方向與傳播方向垂直，縱波中介質(zhì)的振動方向與傳播方向平行。波傳播的是振源的振動方式和能量，介質(zhì)并不隨波遷移，只在自己的平衡位置做往復(fù)運(yùn)動。8、描述機(jī)械波的物理量：①頻率f：波的頻率與波源的頻率相同，波的頻率是由波源決定的，波在不同介質(zhì)中傳播時，頻率不變。②波長：兩個相鄰的，振動狀態(tài)總相同的質(zhì)點(diǎn)間的距離叫波長；波在一個周期時間內(nèi)傳播的距離等于波長。③波速v：波在介質(zhì)中傳播的速度。也是質(zhì)點(diǎn)振動狀態(tài)傳播的速度。④波長、頻率、波速的關(guān)系：（1）波的頻率與波源頻率相同，與介質(zhì)無關(guān)。（2）相同性質(zhì)的機(jī)械波的波速是由介質(zhì)決定的，與頻率無關(guān)。9、波的圖象（以簡諧波為例）（1）形狀：波的圖象的形狀是如圖所示的正弦曲線。波的圖像中，橫坐標(biāo)表示質(zhì)點(diǎn)的平衡位置，縱坐標(biāo)表示質(zhì)點(diǎn)的振動位移。（2）意義：波的圖象反映的是波的傳播過程中某一時刻各個質(zhì)點(diǎn)相對于各自的平衡位置的位移情況：（3）作用：利用波的圖象通?？梢越鉀Q如下問題：①從圖象中可以看出波長；②從圖象中可以看出各質(zhì)點(diǎn)振動的振幅A；③從圖象中可以看出該時刻各質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置的位移情況；④從圖象中可以間接地比較各質(zhì)點(diǎn)在該時刻的振動速度、動能、勢能、回復(fù)力、加速度等量的大小；⑤如波的傳播方向已知，則還可以由圖象判斷各質(zhì)點(diǎn)該時刻的振動方向以及下一時刻的波形；⑥如波的傳播速度大小已知，更可利用圖象所得的相關(guān)信息進(jìn)一步求得各質(zhì)點(diǎn)振動的周期和頻率；（4）注意:波的圖象要與振動圖象區(qū)別開．簡諧運(yùn)動的圖象，反映的是質(zhì)點(diǎn)相對平衡位置的位移隨時間變化的規(guī)律，圖線隨著時間的繼續(xù)要延伸，但原有圖形不變。波動圖象，反映的是同一時刻介質(zhì)中各個質(zhì)點(diǎn)相對各自平衡位置的位移，波形在不同時刻呈現(xiàn)不同，但波形具有周期性和重復(fù)性。波的周期性分空間周期性(在同一波線上，相距為波長整數(shù)倍的各個質(zhì)點(diǎn)的振動情況完全相同)和時間周期性(波在傳播過程中，經(jīng)過整數(shù)倍周期時，其波形圖線相同)．10、波的特性（1）波的干涉:條件：兩列機(jī)械波的頻率必須相同、相差恒定、振動方向幾乎在一條直線上。干涉區(qū)域內(nèi)某點(diǎn)是振動最強(qiáng)點(diǎn)還是振動最弱點(diǎn)的判定（直接用于兩列振動步調(diào)始終相同的相干波）：①最強(qiáng)：該點(diǎn)到兩個波源的路程之差是波長的整數(shù)倍，即δ=nλ②最弱：該點(diǎn)到兩個波源的路程之差是半波長的奇數(shù)倍，即現(xiàn)象：在穩(wěn)定的干涉區(qū)域內(nèi)，振動加強(qiáng)點(diǎn)始終加強(qiáng)；振動減弱點(diǎn)始終減弱。（2）波的衍射①波繞過障礙物的現(xiàn)象叫做波的衍射。②能夠發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象的條件是：障礙物或孔的尺寸比波長小，或者跟波長相差不多。（3）多普勒效應(yīng)當(dāng)波源或者接受者相對于介質(zhì)運(yùn)動時，接受者會發(fā)現(xiàn)波的頻率發(fā)生了變化，這種現(xiàn)象叫多普勒效應(yīng)。①當(dāng)波源以速率v勻速靠近靜止的觀察者A時，觀察者“感覺”到的頻率變大了。但不是“越來越大”。②當(dāng)波源靜止，觀察者以速率v勻速靠近波源時，觀察者“感覺”到的頻率也變大了。③當(dāng)波源與觀察者相向運(yùn)動時，觀察者“感覺”到的頻率變大。④當(dāng)波源與觀察者背向運(yùn)動時，觀察者“感覺”到的頻率變小。11、麥克斯韋電磁場理論：變化的磁場能夠在周圍空間產(chǎn)生電場；變化的電場能夠在周圍空間產(chǎn)生磁場。麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，提出光是電磁波,且在真空中電磁波的傳播速度跟光速相等。赫茲通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)了這一說法。12、電磁波：交替產(chǎn)生的電場和磁場向周圍空間的傳播形成電磁波。電磁波是橫波，在電磁波中，每處的電場強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向總是相互垂直，且與電磁波的傳播方向垂直，電磁波在真空中的傳播速度c=3×108m/s,波速公式：V=λf13、電磁波譜（1）將各種電磁波按波長由小到大的順序排列起來，就組成了電磁波譜：γ射線，X射線，紫外線，可見光，紅外線，無線電波（2）γ射線是由原子核受激發(fā)后產(chǎn)生的，X射線是由原子內(nèi)層電子受激發(fā)產(chǎn)生的，紫外線，可見光，紅外線是由原子外層電子受激發(fā)產(chǎn)生的，無線電波是由振蕩電路產(chǎn)生的。（3）紅外線可以“穿透”云層，是因?yàn)樗牟ㄩL長，所以它的衍射現(xiàn)象比較明顯；紅外線熱效應(yīng)強(qiáng)，可用來烘干和取暖；一切物體都在不停地輻射紅外線；紫外線的熒光效應(yīng)顯著如驗(yàn)鈔機(jī)、日光燈，紫外線還可以進(jìn)行醫(yī)療消毒；X射線即倫琴射線，能進(jìn)行人體透視；γ射線可以穿透金屬，是因?yàn)樗念l率高，穿透能力較強(qiáng);太陽輻射的能量大部分集中在可見光及附近的區(qū)域。（4）無線電波：無線電技術(shù)中使用的電磁波叫做無線電波。無線電波的波長從幾毫米到幾十千米。通常根據(jù)波長或頻率把無線電波分成幾個波段——長波、中波、中短波、短波、微波。①要向外發(fā)射無線電波，振蕩電路必須具有以下特點(diǎn)：第一要有足夠高的頻率，第二要采用開放電路。②使無線電波隨各種信號而改變叫調(diào)制，常用的方法有調(diào)幅和調(diào)頻。③當(dāng)接收電路的頻率跟所接收的無線電波的頻率相等時，激起的振蕩電流幅度最大，這叫電諧振現(xiàn)象。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的過程叫調(diào)諧。④收到的電磁波經(jīng)過解調(diào)等處理，將得到的圖像和聲音等信號。雷達(dá)是利用無線電波中微波傳播的直線性好，反射性能強(qiáng)的特點(diǎn)來測定物體位置的無線電設(shè)備。（5）各種電磁波在真空中傳播時，都具有相同的傳播速度。電磁波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時，一定不發(fā)生變化的是它的頻率；對于紅外線、紫外線、X射線和γ射線，最容易發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的是紅外線；可見光中的紅光、黃光、綠光和紫光在同一均勻介質(zhì)中傳播時，速度最大的是紅光，最小的是紫光。14、折射定律：n1sinθ1=n2sinθ2①會根據(jù)折射定律測量玻璃磚的折射率②折射率n是一個反映介質(zhì)的光學(xué)性質(zhì)的物理量，無單位，任何介質(zhì)的折射率不能小于1，記住水的折射率為1.33（4/3），③介質(zhì)的折射率與光速的關(guān)系v=c/n外套內(nèi)芯15、外套內(nèi)芯①發(fā)生全反射的條件：光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)，并且入射角大于或等于臨界角。②全反射的應(yīng)用:沙漠蜃景與海市蜃樓，光纖通信，全反射三棱鏡光導(dǎo)纖維的結(jié)構(gòu)如圖所示，其內(nèi)芯和外套材料不同，光在內(nèi)芯中傳播。內(nèi)芯的折射率比外套大，光傳播時在內(nèi)芯與外套的界面發(fā)生全反射臨界角sin∠C=1/n(光從介質(zhì)n射向空氣或真空)16、光的干涉：①干涉條件：相干光源—頻率相同、相差恒定、振動方向相同的光波為了得到相干光波，通常是把同一光源發(fā)出的一束光分成兩束。楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，在光源和雙縫間設(shè)置一個單狹縫，就是讓點(diǎn)光源發(fā)出的一束光，先經(jīng)第一個縫產(chǎn)生衍射，使得由雙縫得到的兩束光成為相干光波。②干涉圖樣：單色光—中央亮條紋、明暗相間、間距相等的條紋。相鄰的亮條紋（或暗條紋）的間距：白光的雙縫干涉圖樣：明暗相間的彩色條紋③圖樣分析：以下結(jié)論當(dāng)兩個相干光源的初相位為同步調(diào)時成立光屏上出現(xiàn)亮條紋（或暗條紋）的條件：亮條紋：（n=0、1、2、3…）暗條紋：（n=0、1、2、3…）④應(yīng)用：薄膜干涉：日光下彩色的肥皂沫，照相機(jī)、望遠(yuǎn)鏡的鏡頭表面鍍的增透膜，干涉法檢查平整度，牛頓環(huán)都是其具體表現(xiàn)。17、光的衍射：光繞過障礙物的現(xiàn)象。衍射現(xiàn)象進(jìn)一步表明光是波。從理論上講衍射是無條件的，但需發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，其條件是阻礙物（或孔）的尺寸與光波可比（接近光波長或小于光波長）。①單縫衍射：光通過單縫照射到屏上時，屏上將出現(xiàn)“有明有暗，明暗相間”的衍射條紋，與雙縫干涉的干涉條紋不同的是：干涉條紋均勻分布，而衍射條紋的中央明紋較寬，較亮。②泊松亮斑：光照射到不透光的小圓板上時，在圓板陰影中心處出現(xiàn)的衍射亮斑。③光的衍射和光的直進(jìn)的辯證關(guān)系：光是一種波，遇到障礙物時不可避免地要發(fā)生衍射現(xiàn)象，但在一般情況下，障礙物的尺寸比光的波長大的多，衍射現(xiàn)象很不明顯。當(dāng)衍射現(xiàn)象可以忽略時，可以認(rèn)為光是沿直線傳播的。如：影的形成（此時影的邊緣是模糊的，即衍射現(xiàn)象。）④光的干涉和衍射的聯(lián)系與主要區(qū)別：聯(lián)系：本質(zhì)上都是波的疊加形成的結(jié)果.干涉只是兩束光的疊加,而衍射是無數(shù)光線的疊加.區(qū)別：（1）干涉圖樣中亮暗條紋數(shù)較多，而衍射圖樣中亮暗條紋數(shù)較少；（2）干涉圖樣中亮條紋的光強(qiáng)幾乎相等，而衍射圖樣中光強(qiáng)隨著級數(shù)的增大迅速衰減；（3）雙縫干涉圖樣中亮暗條紋的寬度都是相等的，而單縫衍射圖樣中中央亮紋較寬，兩側(cè)亮紋較窄。18、光的偏振①光的偏振現(xiàn)象充分表明光波是橫波。因?yàn)槠瘳F(xiàn)象是橫波所特有的現(xiàn)象。②自然光——沿各個方向均勻分布振動的光偏振光——沿著特定方向振動的光③偏振片一種特殊的光學(xué)器件，由特定的材料制成。它上面有一個特殊的方向（透振方向），只有振動方向與透振方向平行的光波才能通過偏振片。④應(yīng)用：拍攝水下或玻璃櫥窗中的物體時，在相機(jī)鏡頭前裝一偏振鏡可減弱反射光的影響；液晶顯示用到了偏振光；立體電影用到了偏振片。19、激光①激光是一種自然界中沒有的光，是一種人工產(chǎn)生的相干光②激光的特性(1)高相干性----光纖通信，全息照相（現(xiàn)在已經(jīng)有了用白光觀察全息照片的技術(shù)）(2)高定向性、平行度好---激光唱片，激光測距雷達(dá)，激光測速雷達(dá)（還用到多普勒效應(yīng)）(3)高亮度高功率----數(shù)控激光切割雕刻機(jī)激光焊接機(jī)；激光治療(輻照、燒灼、汽化、光刀切割以及光針針灸等),激光武器,激光控制核聚變20、①19世紀(jì)末期在物理學(xué)明朗的天空中還有兩朵烏云，其中一朵與黑體輻射有關(guān)，另一朵與光的速度有關(guān)。②牛頓力學(xué)只適用于宏觀、低速（與光速相比）運(yùn)動的物體。對微觀、高速運(yùn)動的物體要運(yùn)用相對論力學(xué)和量子力學(xué)來分析。牛頓力學(xué)是相對論力學(xué)在v<<c時的特例。21、狹義相對論的兩個假設(shè)愛因斯坦相對性原理：在不同的慣性參考系中，一切物理規(guī)律都是相同的。光速不變原理：真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的，與光源的運(yùn)動和觀察者的運(yùn)動沒有關(guān)系。22、狹義相對論的時空觀與經(jīng)典時空觀的區(qū)別①經(jīng)典物理學(xué)的時空觀（牛頓物理學(xué)的絕對時空觀）：時間和空間是脫離物質(zhì)而存在的，是絕對的，空間與時間之間沒有任何聯(lián)系。②相對論的時空觀（愛因斯坦相對論的相對時空觀）：有物質(zhì)才有空間和時間，空間和時間都與物質(zhì)的運(yùn)動狀態(tài)有關(guān)。③相對論的時空觀更具有普遍性，但是經(jīng)典物理學(xué)作為相對論的特例，在宏觀低速運(yùn)動時仍將發(fā)揮作用。23、狹義相對論的幾個具體表現(xiàn)：同時的相對性、長度的相對性、質(zhì)能關(guān)系①同時的相對性：指兩個事件，在一個慣性系中觀察是同時的，但在另外一個慣性系中觀察卻不再是同時的。②長度的相對性：指相對于觀察者運(yùn)動的物體，在其運(yùn)動方向的長度，總是小于物體靜止時的長度。而在垂直于運(yùn)動方向上，其長度保持不變。長度收縮公式：（注意：各字母的含義）③時間間隔的相對性：指某兩個事件在不同的慣性系中觀察，它們發(fā)生的時間間隔是不同的。公式表示：意義：動鐘變慢（或稱時間膨脹）。式中：表示與物體相對靜止的觀察者測得的時間間隔表示與物體相對運(yùn)動的觀察者測得的時間間隔V表示觀察者與物體之間的相對速度④相對論質(zhì)量公式：意義：物體運(yùn)動時的質(zhì)量m總要大于靜止質(zhì)量m0。式中：m表示物體以速度v運(yùn)動時的質(zhì)量（即動質(zhì)量）m0表示物體靜止時的質(zhì)量（即靜質(zhì)量）⑤質(zhì)能方程：公式：（或）式中：m是物體的質(zhì)量，E是物體具有的能量意義：（1）質(zhì)量為m的物體，對應(yīng)（不能說“具有”）的能量為mc2。（2）當(dāng)質(zhì)量減少（增加）△m時，就要釋放出（吸收）的能量。愛因斯坦質(zhì)能方程從理論上預(yù)言了核能釋放及原子能利用和原子彈研制的可能性。選修3-5知識點(diǎn)掃盲1、動量：p=mv,是矢量，它的方向與速度方向相同動量大小p與動能E的關(guān)系：p=或?qū)懗蒃=2、動量守恒定律（1）內(nèi)容：系統(tǒng)不受外力或所受外力的合力為零時，系統(tǒng)的總動量保持不變。動量守恒定律的公式：定律適用條件：①系統(tǒng)不受外力或所受外力的合力為零時；②系統(tǒng)內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力時（如碰撞、爆炸等）；③系統(tǒng)在某一方向上不受外力或所受外力的合力為零時（只在這一方向上動量守恒）應(yīng)用定律的注意事項(xiàng)矢量性：對一維情況，先選定某一方向?yàn)檎较颍俣确较蚺c正方向相同的速度取正，反之取負(fù)，把矢量運(yùn)算簡化為代數(shù)運(yùn)算。②注意速度的相對性。所有速度必須是相對同一慣性參照系。③.注意同時性：表達(dá)式中v1和v2必須是相互作用前同一時刻的瞬時速度，v1’和v2’必須是相互作用后同一時刻的瞬時速度。④注意定律的廣泛性：動量守恒定律具有廣泛的適用范圍，不論物體間的相互作用力性質(zhì)如何；不論系統(tǒng)內(nèi)部物體的個數(shù)；不論它們是否互相接觸；不論相互作用后物體間是粘合還是分裂，只要系統(tǒng)所受合外力為零，動量守恒定律都適用。動量守恒定律既適用于低速運(yùn)動的宏觀物體，也適用于高速運(yùn)動的微觀粒子間的相互作用，大到天體，小到基本粒子間的相互作用都遵守動量守恒定律。3、探究動量守恒定律的實(shí)驗(yàn)：舉例如下：某同學(xué)設(shè)計了一打點(diǎn)計時器驗(yàn)證動量守恒定律實(shí)驗(yàn)。在小車A的前端粘有橡皮泥，推動小車A使之做勻速運(yùn)動，然后與原來靜止在前方的小車B相碰并粘合成一體，繼續(xù)做勻速運(yùn)動。他設(shè)計的具體裝置如圖所示，在小車A后連著紙帶，電磁打點(diǎn)計時器電源頻率為50Hz，長木板下墊著小木片用以平衡摩擦力。a.若已得到打點(diǎn)紙帶如所示，并測得各計數(shù)點(diǎn)間距并標(biāo)在圖上．A為運(yùn)動起始的第一點(diǎn)。則應(yīng)選BC段來計算A的碰前速度；應(yīng)選DE段來計算A和B碰后的共同速度。b.已測得小車A的質(zhì)量，小車B的質(zhì)量，由以上測量結(jié)果可得：碰前總動量為0.42Kg·m/s，碰后總動量為0.417Kg·m/s。4.彈性碰撞與非彈性碰撞①碰撞的特點(diǎn)：作用時間短，相互作用力大。因此，碰撞問題都遵守動量守恒定律；對正碰，根據(jù)碰撞前后系統(tǒng)的動能是否變化，又分為彈性碰撞和非彈性碰撞．在非彈性碰撞中，碰撞后物體粘合在一起不分離的正撞，又叫完全非彈性碰撞．發(fā)生完全非彈性碰撞的物體能量損失最大．非彈性碰撞中動能之所以損失是因?yàn)閮晌矬w相碰變形而不能完全恢復(fù)原形，一部分動能轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的內(nèi)能，因而系統(tǒng)的總動能減少．彈性碰撞：系統(tǒng)的動量和動能均守恒情景：在光滑的水平桌面上，一質(zhì)量為m1的小球與原來靜止的質(zhì)量為m2的小球發(fā)生了彈性碰撞，則它們在碰撞的過程中遵循以下規(guī)律：…………①…………②上式中v1、v1’分別是m1碰前和碰后的速度，v2’是m2碰后的速度．解①②式，得：應(yīng)用：在核裂變的反應(yīng)堆里讓中子與原子核碰撞，以便把中子的速率降下來，應(yīng)選用質(zhì)量較小的原子核。③完全非彈性碰撞，m1與m2碰后速度相同，令為v，則：，系統(tǒng)損失的最大動能．轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)其它形式的能。④非彈性碰撞損失的動能介于彈性碰撞和完全非彈性碰撞之間．碰撞是物理上一個重要模型，它涉及到動量守恒定律、能量守恒、動量定理等諸多知識點(diǎn)．從物理方法的角度看．處理碰撞問題，通常使用系統(tǒng)方法、能量方法，守恒方法及矢量概念．從能力上看，碰撞問題一般考查理解能力、推理能力、分析綜合以及應(yīng)用能力等．5.黑體的特征：能夠完全吸收入射的各種波長的電磁波而不發(fā)生反射，但輻射。黑體的輻射：黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長的分布只與黑體的溫度有關(guān)。隨著溫度的升高，一方面各種波長的輻射強(qiáng)度都有增加，另一方面輻射強(qiáng)度的極大值向波長較短的方向移動。6.普朗克能量子假說：當(dāng)帶電微粒輻射或吸收能量時，是一份一份地輻射和吸收的，這個不可再分的最小能量值叫做能量子，E=hν7.光電效應(yīng)：光照射到金屬表面，能使金屬中的電子從表面逸出的現(xiàn)象?？灯疹D現(xiàn)象：康普頓在研究石墨對X射線的散射時，發(fā)現(xiàn)在散射的X射線中，除了與入射波長相同的成分外，還有波長大于入射波長的成分。該效應(yīng)表明光子除了能量之外還具有動量。光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)和康普頓實(shí)驗(yàn)都證明了光具有粒子性8.光電效應(yīng)的規(guī)律：①對某金屬，入射光波長必須小于一極限波長（或者說入射光的頻率大于金屬的截止頻率），才能產(chǎn)生光電效應(yīng)②當(dāng)某種色光照射某金屬表面時能產(chǎn)生光電效應(yīng)，則入射光的強(qiáng)度越大，單位時間內(nèi)產(chǎn)生的光電子數(shù)越多。③當(dāng)某種色光照射某金屬表面時，能產(chǎn)生光電效應(yīng)，則入射光的頻率越高，產(chǎn)生的光電子的最大初動能越大，與光的強(qiáng)度無關(guān)。④當(dāng)入射光的頻率大于金屬的截止頻率時，無論入射光怎樣微弱，幾乎在光照到金屬時立即產(chǎn)生光電流（產(chǎn)生電流的時間不超過10-9s）。舉例：（物理高考江蘇卷第6小題）研究光電效應(yīng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，以頻率為v的光照射光電管陰極K時，有光電子產(chǎn)生。由于光電管K、A間加的是反向電壓，光電子從陰極K發(fā)射后將向陽極A作減速運(yùn)動。光電流I由圖中電流計G測出，反向電壓U由電壓表向截止電壓U0。在下列表示光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)規(guī)律的圖象中，錯誤的是（B）選題目的：讓學(xué)生從不同的角度加深理解光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律9．愛因斯坦光子說：在空間傳播的光不是連續(xù)的，而是一份一份的，每一份叫光子，光子的能量跟頻率成正比。每個光子的能量：E=hγh=6.63×10–34J.s——普朗克恒量10．愛因斯坦光電效應(yīng)方程逸出功和極限頻率的關(guān)系①圖像表示：圖線的斜率tgα＝h，橫軸上的截距表示該金屬發(fā)生光電效應(yīng)的極限頻率，縱軸上的截距的絕對值表示該金屬的逸出功的大小。若換用其他金屬做同樣的實(shí)驗(yàn)，測繪得到的圖線與此圖的圖線相比較斜率相同，縱橫截距不同。②愛因斯坦光電效應(yīng)方程是能量守恒定律在光電效應(yīng)現(xiàn)象中的表現(xiàn)形式11.光的波粒二象性：光的干涉和衍射表明光確實(shí)是一種波，光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)無可辯駁地證明了光是一種粒子，因此說：光是一種波，同時光也是一種粒子，光具有波粒二象性。單個光子表現(xiàn)為粒子性；大量光子的運(yùn)動表現(xiàn)為波動性。波長較長、頻率較低的光，波動性較顯著；波長較短、頻率較高的光，粒子性較顯著。光是一種概率波。光子的能量：E=hν光子的動量：p=h/λ12.物質(zhì)波：實(shí)物粒子也具有波動性。①電子束穿過鋁箔后的衍射圖樣；電子束通過晶體的衍射圖樣；質(zhì)子、中子以及原子、分子的波動性也得到了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，這些事實(shí)證實(shí)了德布羅意關(guān)于物質(zhì)波的假說是正確的。②物質(zhì)波的頻率ν=E/h物質(zhì)波的波長λ=h/p③物質(zhì)波也是概率波④現(xiàn)在從減輕衍射影響方面提高顯微鏡的分辨本領(lǐng)，分別將質(zhì)子和電子加速成相同速度的質(zhì)子流和電子流，那么質(zhì)子顯微鏡的分辨率會高于電子顯微鏡。13.波粒二象性知識脈絡(luò)整理與歸納引起科學(xué)家的反思黑體輻射的實(shí)驗(yàn)研究普朗克提出愛因斯坦提出的光量子引起科學(xué)家的反思經(jīng)典物理對實(shí)驗(yàn)結(jié)果能量子的假說假說對光電效應(yīng)現(xiàn)象的的難以解釋成功解釋德布羅意類比和對稱性的思考在光學(xué)上是否忽視了粒子方面的研究？微觀粒子的波粒二象性量子力學(xué)在實(shí)物粒子上是否忽視了其波動現(xiàn)象？14.波粒二象性個別知識理解舉例例1.關(guān)于光的波粒二象性，以下說法中正確的有(B、C、D)A.光的波粒二象性是對牛頓微粒說及惠更斯波動說的歸納總結(jié).B.光既具有波動性，又具有粒子性.C.光的波動性是大量光子表現(xiàn)出來的現(xiàn)象，光的粒子性是少量光子表現(xiàn)出來的現(xiàn)象.D.光在傳播過程中主要表現(xiàn)為波動性；光與微觀粒子作用時主要表現(xiàn)為粒子性.選題目的：讓學(xué)生真正體會光的波粒二象性的物理含義，知道其一些具體表現(xiàn)。例2．光子有能量，也有動量p=，它也遵守有關(guān)動量的規(guī)律.如圖所示，真空中有一“∞”字形裝置可繞通過橫桿中點(diǎn)的豎直軸O在水平面內(nèi)靈活地轉(zhuǎn)動，其中左邊是圓形黑紙片，右邊是和左邊大小、質(zhì)量均相同的圓形白紙片.當(dāng)用平行白光垂直照射這兩個圓面時，關(guān)于此裝置開始時轉(zhuǎn)動情況（俯視）的下列說法中正確的是（B）A.順時針方向轉(zhuǎn)動B.逆時針方向轉(zhuǎn)動C.都有可能D.不會轉(zhuǎn)動選題目的：進(jìn)一步讓學(xué)生體會光的粒子性例3．在光的單縫衍射實(shí)驗(yàn)中，狹縫變窄，光子動量的不確定量如何變化？請用實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象解釋這個結(jié)論。答案：單縫衍射實(shí)驗(yàn)中，狹縫變窄，根據(jù)不確定關(guān)系可知光子動量的不確定量變大。這就是我們實(shí)際觀察中看到的單縫衍射條紋變寬的具體表現(xiàn)。選題目的：了解如何利用不確定關(guān)系來解釋一些現(xiàn)象15.湯姆孫對陰極射線的研究發(fā)現(xiàn)了電子，說明了原子可以再分。16.盧瑟福原子核式結(jié)構(gòu)模型：①實(shí)驗(yàn)依據(jù)：α粒子散射實(shí)驗(yàn)②內(nèi)容：在原子的中心有一個很小的核，叫做原子核，原子的全部正電荷與幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里，帶負(fù)電的電子在核外的空間繞核運(yùn)轉(zhuǎn)。③原子直徑的數(shù)量級(實(shí)際就是電子運(yùn)動范圍的數(shù)量級)為10-10m，由α粒子散射實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)還可以估算出原子核大小的數(shù)量級是10-15m④核式結(jié)構(gòu)與經(jīng)典的電磁理論發(fā)生矛盾：（1）原子是否穩(wěn)定,（2）其發(fā)出的光譜是否連續(xù)17.氫原子光譜：氣體放電管中稀薄的氫氣在強(qiáng)電場的作用下電離，成為自由移動的正負(fù)電荷，氣體變成導(dǎo)體，導(dǎo)電時發(fā)光，可以獲得氫原子光譜。原子光譜是線狀譜，也叫特征譜線，每種原子都有自己的特征譜線，我們可以利用它來鑒別物質(zhì)和確定物質(zhì)的組成成分，即光譜分析。巴爾末對其中可見區(qū)的四條譜線做了分析，并用公式表達(dá)了波長的特點(diǎn)，為玻爾的原子結(jié)構(gòu)假說中量子化觀點(diǎn)的提出提供了靈感。18.玻爾的原子模型：①原子中核外電子繞核運(yùn)動的軌道是量子化的，電子在這些軌道上繞核轉(zhuǎn)動是穩(wěn)定的，不產(chǎn)生電磁輻射。當(dāng)電子在不同軌道運(yùn)動時，原子處于不同的狀態(tài)。原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)，在每個狀態(tài)中，原子的能量值都是確定的，這些能量值叫做能級。②原子可以從一個能級躍遷到另一個能級．原子在由高能級向低能級躍遷時，放出一個光子（反之吸收一個光子），這個光子的能量等于這兩個能級差。hν=Em-En能級公式：En=E1/n2,rn=n2r1氫原子的能級圖nE/eV∞0氫原子的能級圖nE/eV∞01-13.62-3.43-1.514-0.853E1E2E3④玻爾原子理論成功地解釋了氫原子光譜，但無法解釋復(fù)雜一點(diǎn)的原子如氦原子。它的不足在于保留了經(jīng)典的軌道運(yùn)動，實(shí)質(zhì)上電子的坐標(biāo)沒有確定值，電子在各處出現(xiàn)的概率是不一樣的。19.原子物理知識點(diǎn)應(yīng)用舉例金箔ABCD放射源熒光屏─0.6A210315金箔ABCD放射源熒光屏─0.6A210315─3V2103200─mA210PBACD圖8圖1顯微鏡A.相同時間內(nèi)放在A位置時觀察到屏上的閃光次數(shù)最多。B.相同時間內(nèi)放在B位置時觀察到屏上的閃光次數(shù)比放在A位置時稍少些。C.放在D位置時屏上仍能觀察到一些閃光，但次數(shù)極少。D.放在C、D位置時屏上觀察不到閃光。選題目的：讓學(xué)生了解粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置，感受具體的實(shí)驗(yàn)過程例2。盧瑟福通過對a粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，提出(A)A.原子的核式結(jié)構(gòu)模型．B.原子核內(nèi)有中子存在．C.電子是原子的組成部分．D.原子核是由質(zhì)子和中子組成的．選題目的：讓學(xué)生了解α粒子散射實(shí)驗(yàn)只涉及到原子結(jié)構(gòu)的層面，沒有涉及到原子核內(nèi)的結(jié)構(gòu)。E/eV0-0.85E/eV0-0.85-1.51-3.4-13.6n4321∞A．處于n=3能級的氫原子可以吸收任意頻率的紫外線，并發(fā)生電離B．大量氫原子從高能級向n=3能級躍遷時，發(fā)出的光具有顯著的熱效應(yīng)C．大量處于n＝4能級的氫原子向低能級躍遷時，可能發(fā)出6種不同頻率的光D．大量處于n＝4能級的氫原子向低能級躍遷時，可能發(fā)出3種不同頻率的可見光選題目的：了解學(xué)生對氫原子及氫原子能級躍遷的知識的掌握情況，考查學(xué)生分析和推理問題的能力。20.原子核的組成：①貝克勒耳發(fā)現(xiàn)放射性元素的天然放射現(xiàn)象揭示了原子核內(nèi)部有更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。②自然界中原子序數(shù)大于或等于83的元素，都能自發(fā)發(fā)出射線，原子序數(shù)小于83的元素，有的能，這叫天然放射現(xiàn)象。③質(zhì)子和中子統(tǒng)稱核子．原子核所帶的電荷是質(zhì)子電荷的整數(shù)倍，這個整數(shù)叫做做原子核的電荷數(shù)，用z表示；原子核的質(zhì)量近似等于核子質(zhì)量的整數(shù)倍，這個整數(shù)叫做原子核的質(zhì)量數(shù)用A表示。（盧瑟福發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，預(yù)言了中子，查德威克發(fā)現(xiàn)中子）21.原子核的衰變：①α衰變：(實(shí)質(zhì)：核內(nèi))α衰變形成外切(同方向旋)，β衰變：(實(shí)質(zhì)：核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)變成了質(zhì)子和中子)β衰變形成內(nèi)切(相反方向旋)，且大圓為α、β粒子徑跡。+β衰變：（核內(nèi)）γ衰變：原子核處于較高能級，輻射光子后躍遷到低能級。②各種放射線的性質(zhì)比較種類本質(zhì)電離性貫穿性α射線氦核4+20.1最強(qiáng)最弱，紙能擋住β射線電子1/1840-10.99較強(qiáng)較強(qiáng)，穿幾mm鋁板γ射線光子001最弱最強(qiáng)，穿幾cm鉛版③半衰期：放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時間。半衰期是一個統(tǒng)計概念，對個別原子核的行為沒有確定性，半衰期只由原子核的結(jié)構(gòu)決定，與原子所處的化學(xué)狀態(tài)和物理狀態(tài)無關(guān)。22.放射性同位素的應(yīng)用①利用其射線：α射線電離性強(qiáng),用于使空氣電離,將靜電泄出,從而消除有害靜電。γ射線貫穿性強(qiáng),可用于金屬探傷,也可用于治療惡性腫瘤。各種射線均可使②作為示蹤原子。用于研究農(nóng)作物化肥需求情況，診斷甲狀腺疾病的類型，研究生物大分子結(jié)構(gòu)及其功能。③進(jìn)行考古研究。利用放射性同位素碳14，判定出土木質(zhì)文物的產(chǎn)生年代。一般都使用人工制造的放射性同位素（種類齊全，各種元素都有人工制造的放射性同位。半衰期短，廢料容易處理?？芍瞥筛鞣N形狀，強(qiáng)度容易控制）。23.四種核反應(yīng)類型(衰變,人工核轉(zhuǎn)變,重核裂變,輕核驟變)⑴前面已有⑵人工轉(zhuǎn)變：(發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng))(盧瑟福)用α粒子轟擊氮核,并預(yù)言中子的存在(發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng))(查德威克)釙產(chǎn)生的α射線轟擊鈹(人工制造放射性同位素)正電子的發(fā)現(xiàn)(約里奧居里和伊麗芙居里夫婦)α粒子轟擊鋁箔⑶重核的裂變：在一定條件下(超過臨界體積)，裂變反應(yīng)會連續(xù)不斷地進(jìn)行下去，這就是鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。⑷輕核的聚變：（需要幾百萬度高溫，所以又叫熱核反應(yīng)）所有核反應(yīng)的反應(yīng)前后都遵守：質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒、動量守恒、能量守恒。（注意：靜質(zhì)量并不守恒。靜質(zhì)量減少的核反應(yīng)是放能反應(yīng)，靜質(zhì)量增加的核反應(yīng)是吸能反應(yīng)）24.核力與結(jié)合能，質(zhì)量虧損①四種基本作用力：萬用引力，電磁力，強(qiáng)相互作用力，弱相互作用力（是引起原子核β衰變的原因）②核力的特點(diǎn)：（1）強(qiáng)力的一種表現(xiàn)，在原子核的尺度內(nèi)，核力遠(yuǎn)大于庫侖力（2）核力是短程力，在大于0.8×10-15m小于1.5×10-15m內(nèi)表現(xiàn)為吸引力，小于0.8×10-15m表現(xiàn)為斥力，大于1.5×10-15m幾乎為零.(3)只有鄰近的核子發(fā)生核力作用，即核力的飽和性。原子核中核力的存在使核子緊緊團(tuán)在一起，而核內(nèi)還存在的電磁力使得較重的原子核中中子數(shù)大于質(zhì)子數(shù)。③結(jié)合能：核子在結(jié)合成原子核時出現(xiàn)質(zhì)量虧損，所以要放出能量，或者說將原子核中的核子分開時出現(xiàn)質(zhì)量增加，需要吸收能量，這就是原子核的結(jié)合能。④比結(jié)合能：結(jié)合能與核子數(shù)之比，比結(jié)合能越大，核子結(jié)合得越牢固，原子核越穩(wěn)定。⑤核反應(yīng)中核能的計算：△E=△mc2核反應(yīng)后靜質(zhì)量虧損的反應(yīng)是放能反應(yīng)，比結(jié)合能增大的反應(yīng)是放能反應(yīng)，反之吸能；衰變、聚變、裂變、核子結(jié)合成核的四種反應(yīng)是放能反應(yīng)。⑥在計算原子核的質(zhì)量時，以u為單位比較方便，u叫原子質(zhì)量單位，1u=1.66×10-27kg，1u相當(dāng)于931.5MeV的能量．25.①原子彈是利用鏈?zhǔn)椒磻?yīng)制造的一種大規(guī)模殺傷武器，原理屬于裂變；②核反應(yīng)堆中濃縮鈾制成鈾棒，插入越深，反應(yīng)越劇烈；減速劑的作用是與快中子碰撞使其能量減少，變成慢中子，容易被鈾235俘獲而引起裂變，提高反應(yīng)效率；控制棒（鎘棒）可以控制反應(yīng)速度，可以使控制棒插入深一些，以減緩反應(yīng)速度。在反應(yīng)堆的外面需要修建很厚的水泥層，以避免射線對人體的傷害和對環(huán)境的污染。26.某些輕核能夠結(jié)合在一起，生成一個較大的原子核，這種核反應(yīng)叫做聚變．一般地,聚變反應(yīng)比裂變反應(yīng)平均每個核予放出的能量要大好幾倍．聚變反應(yīng)需要幾百萬攝氏度以上的高溫，又叫熱核反應(yīng)．太陽和許多恒星內(nèi)部，激烈地進(jìn)行著熱核反應(yīng)。氫彈是利用熱核反應(yīng)制造的一種大規(guī)模殺傷武器，原理屬于聚變。例1．某原子核的衰變過程是