高中近代物理知识点总结

近代物理知识总结

一、黑体辐射(了解)与能量子

1.一切物体都在辐射电磁波,这种辐射与物体的温度有关,叫热辐射。

2.黑体:某种物体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射,这种物体叫黑体。 3.黑体辐射的实验规律

①一般材料的物体,辐射的电磁波除与温度有关外,还与材料的种类及表面状况有关. ②黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关. a.随着温度的升高,各种波长的辐射强度都增加. b.随着温度的升高,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动.

4.★★★ 普朗克能量子:带电微粒辐射或者吸收能量时,只能辐射或吸收某个最小能量值的整数倍.即能量的辐射或者吸收只能是一份一份的.这个不可再分的最小能量值ε叫做能量子.能量子的大小:ε=hν,其中ν是电磁波的频率,h称为普朗克常量.

爱因斯坦光子说:空间传播的光本身就是一份一份的,每一份能量子

叫做一个光子.光子的能量为ε=hν。

二、光电效应规律

(1)每种金属都有一个极限频率.

(2) 光电流的强度与入射光的强度成正比.

(3)光照射到金属表面时,光电子的发射几乎是瞬时的.

(4) 光子的最大初动能与入射光的强度无关,随入射光的频率增大而增大. 理解:(1)光照强度(单色光) 光子数 光电子数 饱和光电流 (2)光子频率ν 光子能量 ε=hν

W0??爱因斯坦光电效应方程(密立根验证) Ek=hν-W0 0h 遏制电压 Uce=Ek

三、光的波粒二象性与物质波

1.光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有波动性.光电效应(光子有能量)康普顿效应(光子有动量和能量)说明光具有粒子性.

光的本性:光既具有波动性,又具有粒子性,称为光的波粒二象性.

2.光波是概率波.大量的、频率低的粒子波动性明显(注意有粒子性,只是不明显) 3. 德布罗意物质波(电子衍射证实):任何一个运动着的物体,小到微观粒子大到宏观物h

体都有一种波与它对应,其波长λ=,p为运动物体的动量,h为普朗克常量.

p

(??CT?原子结构

C?)

1.英国物理学家汤姆孙根据阴极射线在电场和磁场中的偏转情况,判定其为电子,并求出了电子的比荷。密立根通过油滴实验测出了电子电荷,并发现电荷是量子化的。 2.卢瑟福α粒子散射实验:说明原子具有核式结构。

绝大多数α粒子穿过金箔后,基本上仍沿原来的方向前进,但少数α粒子发生了大角度偏转,极少数α粒子的偏转超过了90°,有的甚至被撞了回来。. 3.卢瑟福提出原子核式结构模型

二、玻尔原子结构假说(是科学假说、类似还有安培分子电流假说) 1.定态(能量量子化)2.轨道量子化3.跃迁条件:

1

4.氢原子的能级公式:En=2E1(n=1,2,3,…),其中E1为基态能量

n

5. 对原子跃迁和电离理解:

跃迁:原子从低能级(高能级)E初向高能级(低能级)E末跃迁,只吸收(辐射)hν=E末-E初的能级差能量光子.可以吸收Ek?E末-E初的能级差能量的电子。

基态电离:基态的氢原子吸收大于等于13.6eV能量的光子或电子后使氢原子电离。 6.一个处于量子数为n的激发态的氢原子,最多可以辐射n-1中不同频率的光子,一群处

2于量子数为n的激发态的氢原子,最多可以辐射Cn种不同频率的光子。

7.氢原子的能量(类比天体模型):E总=EK+EP,当轨道半径减小时,库仑引力做正功,原子的电势能减小,电子动能增大,原子总能量减小.反之,轨道半径增大时,原子电势能增大,电子动能减小,原子总能量增大.

8.波尔模型的局限:成功之处为将量子观点引入原子领域,提出定态和跃迁。不足之处为

保留了经典粒子的观念,仍把电子的运动看做经典力学描述下的轨道运动。

原子核部分

1.法国物理学家贝克勒尔发现天然放射现象,说明原子核还具有复杂的结构. 居里夫妇发现放射性元素钋(Po)和镭(Ra)。 2.原子核由中子和质子组成,质子和中子统称为核子.

X元素原子核的符号为AZX,其中A表示质量数,Z表示核电荷数. 种类 α射线 β射线 组成 42电荷量 2e -e 0 质量 4mp mp 1 836静止质量为零 贯穿本领 最弱 较强 最强 电离 很强 较弱 很弱 He e 0?1γ射线 光子(电磁波) 3.原子核放出α粒子或β粒子,变成另一种原子核的变化称为原子核的衰变.

A44114α衰变:AZX→Z-2Y+2He α衰变的实质:21H+20n→2He

A0101β衰变:A n → e+1 H ZX→Z+1Y+-1e β衰变的实质:0 -1

γ射线是α或β衰变后产生的新核能级跃迁辐射出来。 4.半衰期:放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间.

①半衰期概念适用于大量核衰变(少数个别的核衰变时,谈半衰期无意义)

②半衰期由核的性质来决定,与该元素的物理性质(状态、压强、温度、密度等) 化学性质或存在形式均无关

///

③N=N0(1/2)tτ ,m=m0(1/2)tτ , I=I0(1/2)tτ I——单位时间内衰变的次数 ,τ——半衰期

N0、m0、I0为最初量,N、m、I为t时间后剩下未衰变量

衰变次数的方法:先由质量数的改变确定α衰变的次数,然后再确定β衰变的次数 5.核力:组成原子核的核子之间有很强的相互作用力,使核子能克服库仑力而紧密地结合在一起,这种力称为核力.其特点为:

(1)核力是强相互作用的一种表现,在原子核的尺度内,核力比库仑力大得多. (2)核力是短程力,作用范围在1.5×10

-15

m之内.

(3)每个核子只跟相邻的核子发生核力作用,这种性质称为核力的饱和性.

6.原子核是核子结合在一起构成的,要把它们分开,需要能量,叫原子核的结合能.结合能与核子数之比称比结合能,比结合能越大,原子核中核子结合越牢固,原子核越稳定 7.质量亏损:原子核的质量小于组成它的核子的质量之和,这个现象叫做质量亏损.

8.中等大小的核的比结合能最大(平均每个核子的质量亏损最大),这些核最稳当。 9.爱因斯坦质能方程为E=mc2,若核反应中的质量亏损为Δm,释放的核能ΔE=Δm c2. 10.重核裂变和轻核聚变过程中都有质量亏损,释放出核能。

11.慢化剂:石墨、重水、轻水(普通水)。镉棒(控制棒)控制链式反应的速度。 12.氢弹、太阳内部发生的是热核反应(聚变)。原子弹、核电站等(重核裂变) 13放射性同位素及其应用和防护

(1)工业部门使用射线测厚度——利用γ射线的穿透特性;

(2)烟雾报警器的使用——利用射线的电离作用,增加烟雾导电离子浓度; (3)农业应用—— γ射线使种子的遗传基因发生变异,杀死腐败细菌、抑制发芽等; (4)做示踪原子——利用放射性同位素与非放射性同位素有相同的化学性质.

43211常见粒子符号:α粒子(2 He)、氚核(1 H)、氘核(1 H)、质子(1 H)、中子(0 n)、

00

电子( e)、正电子( e)等 -11

15.应用质能方程解题的流程图

(1)根据ΔE=Δmc2计算,计算时Δm的单位是“kg”,c的单位是“m/s”,ΔE的单位是“J”. (2)根据ΔE=Δm×931.5 MeV计算.因1原子质量单位(u)相当于931.5 MeV的能量,所以计算时Δm的单位是“u”,ΔE的单位是“MeV”.

类型 衰变 α衰变 β衰变 可控性 自发 自发 核反应方程典例 2382344 92U→ 90Th+2He 2342340 90Th→ 91Pa+-1e 14171 7N+42He→ 8O+1H(卢瑟福发现质子) 491212He+4Be→ 3C+0n (查德威克发现中子) 人工转变 人工控制 27430113Al+2He→15P+0n 3030015P→14Si++1e 约里奥·居里夫妇发现放射性同位素,同时发现正电子 重核裂变 比较容易进行人工控制 除氢弹外无法控制 2351144891 92U+0n→ 56Ba+36Kr+30n 2351136901 92U+0n→ 54Xe+38Sr+100n 23411H+1H→2He+0n 轻核聚变

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