1、WORD格式物理選修 3-5 知識點總結一、動量守恒定律1、 動量守恒定律的條件： 系統所受的總沖量為零不受力、所受外力的矢量和為零或外力的作用遠小于系統內物體間的相互作用力，即系統所受外力的矢量和為零。碰撞、爆炸、反沖注意：內力的沖量對系統動量是否守恒沒有影響，但可改變系統內物體的動量。內力的沖量是系統內物體間動量傳遞的原因，而外力的沖量是改變系統總動量的原因。2、動量守恒定律的表達式m112 21/2v/規定正方向1/122v +m v=mv+m p = p3、某一方向動量守恒的條件： 系統所受外力矢量和不為零，但在某一方向上的力為零，那么系統在這個方向上的動量守恒。必須注意區別總動量守恒

2、與某一方向動量守恒。4、碰撞1完全非彈性碰撞：獲得共同速度，動能損失最多動量守恒，；2彈性碰撞：動量守恒，碰撞前后動能相等；動量守恒，；動能守恒，；m Am Bv 0v Am B特例 1：A、B 兩物體發生彈性碰撞，設碰前 A 初速度為 v0，B 靜止，那么碰后速度m A，2 mAv0vB=m Am B特例 2：對于一維 彈性碰撞 ，假設兩個物體 質量相等 ，那么碰撞后兩個物體互換速度即碰后A的速度等于碰前 B 的速度，碰后 B 的速度等于碰前A 的速度3一般碰撞：有完整的壓縮階段，只有局部恢復階段，動量守恒，動能減小。5、人船模型兩個原來靜止的物體人和船發生相互作用時，不受其它外力，對這兩個

3、物體組成的系統來說，動量守恒，且任一時刻的總動量均為零，由動量守恒定律，有mv = MV注意：幾何關系二、量子理論的建立黑體和黑體輻射1、量子理論的建立： 1900 年德國物理學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倍，這個不可再分的能量值 叫做能量子 = h 。 h 為普朗克常數-34（ 6.63× 10 J.S 2、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，輻射強度的專業資料整理WORD格式第1頁，共7頁專業資料整理WORD格式極大值

4、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象三、光電效應光子說光電效應方程1、光電效應說明光子具有能量（ 1光的電磁說使光的波動理論開展到相當完美的地步，但是它并不能解釋光電效應的現象。在光包括不可見光的照射下從物體發射出電子的現象叫做光電效應，發射出來的電子叫光電子。實驗圖在課本（ 2光電效應的研究結果：新教材： 存在飽和電流，這說明入射光越強，單位時間內發射的光電子數越多；存在遏止電壓： ；截止頻率：光電子的能量與入射光的頻率有關，而與入射光的強弱無關，當入射光的頻率低于截止頻率時不能發生光電效應；效應具有瞬時性：光電子的發射幾乎是瞬時的，一般不超過10-9s。老教材： 任

5、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，才能產生光電效應；低于這個頻率的光不能產生光電效應；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 ；入射光照到金屬上時， 光電子的發射幾乎是瞬時的，一般不超過10-9 s；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光電管的玻璃泡的內半壁涂有堿金屬作為陰極K與電源負極相連，是因為堿金屬有較小的逸出功。2、光子說：光本身就是由一個個不可分割的能量子組成的，頻率為 的光的能量子為h 。這些能量子被成為光子。專業資料整理WORD格式3、光電效應方程： EK = h- W O是光電子的 最

6、大初動能 ； W掌握Ek/Uc 圖象的物理意義 同時， h截止= WO Ek是逸出功，即從金屬外表 直接飛出的光電子抑制正電荷引力專業資料整理WORD格式所做的功。四、康普頓效應說明光子具有動量1、1918-1922 年康普頓美在研究石墨對X 射線的散射時發現：光子在介質中和物質微粒相互作用，可以使光的傳播方向發生改變，這種現象叫光的散射。2、在光的散射過程中，有些散射光的波長比入射光的波長略大，這種現象叫康普頓效應。3、光子的動量：p=h/五、光的波粒二象性物質波概率波不確定關系1、光的波粒二象性： 干預、衍射和偏振以無可辯駁的事實說明光是一種波；光電效應和康普專業資料整理WORD格式第2頁

7、，共7頁專業資料整理WORD格式頓效應 又用無可辯駁的事實說明光是一種粒子，由于光既有波動性，又有粒子性，只能認為光具有波粒二象性。但不可把光當成宏觀觀念中的波，也不可把光當成宏觀觀念中的粒子。 少量的光子表現出粒子性，大量光子運動表現為波動性；光在傳播時顯示波動性，與物質發生作用時，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 電子干預條紋對概率波的驗證2、光子的能量 E=h，光子的動量 p=h/表示式也可以看出，光的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頻率 和波長。由以上兩式和波速公式c= 還可以得出： E

8、= p c 。3、物質波： 1924 年德布羅意法提出，實物粒子和光子一樣具有波動性，任何一個運動著的物體都有一種與之對應的波，波長 =h / p ，這種波叫物質波，也叫德布羅意波。 P38 電子的衍射圖樣；電子顯微鏡的分辨率為何遠遠高于光學顯微鏡4、概率波：從光子的概念上看，光波是一種概率波。5、不確定關系：， x 表示粒子位置的不確定量，p 表示粒子在x 方向上的動量的不確定量。為何粒子位置的不確定量x 越小，粒子動量的不確定量p 越大，用單縫衍射進展解釋？P43 圖六、原子核式模型機構1、1897 年湯姆生英發現了電子，提出原子的棗糕模型，揭開了研究原子構造的序幕。誰發現了陰極射線？2、

9、1909 年起英國物理學家盧瑟福做了 粒子轟擊金箔的實驗，即 粒子散射實驗實驗裝置見必修本P257得到出乎意料的結果：絕大多數 粒子穿過金箔后仍沿原來的方向前進， 少數 粒子卻發生了較大的偏轉，并且有極少數 粒子偏轉角超過了90°，有的甚至被彈回 ，偏轉角幾乎到達180°。 P53 圖 3、盧瑟福在1911 年提出原子的核式構造學說：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。按照這個學說， 可很好地解釋 粒子散射實驗結果， 粒子散射實驗的數據還可以 估計原子核的大小數量級為10-15 m和原

10、子核的正電荷數。原子序數 =核電荷數 =質子數 =核外電子數。七、氫原子的光譜1、光譜的種類： 1發射光譜：物質發光直接產生的光譜。熾熱的固體、液體及高溫高壓專業資料整理WORD格式第3頁，共7頁專業資料整理WORD格式氣體發光產生連續光譜；稀薄氣體發光產生線狀譜，不同元素的線狀譜線不同，又稱特征譜線。 2吸收光譜：連續譜線中某些頻率的光被稀薄氣體吸收后產生的光譜，元素能發射出何種頻率的光，就相應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

11、別物質的分析方法。八、原子的能級1、盧瑟福的原子核式構造學說跟經典的電磁理論發生矛盾矛盾為：a、原子是不穩定的；b、原子光譜是連續譜，1913 年玻爾丹麥在其根底上，把普朗克的量子理論運用到原子系統上，提出玻爾理論。2、玻爾理論的假設： 1原子只能處于一系列不連續的能量狀態中，在這些狀態中原子是穩定的，電子雖然繞核運動，但并不向外輻射能量，這些狀態叫做定態。氫原子的各個定態的能量值，叫做它的能級。原子處于最低能級時電子在離核最近的軌道上運動，這種定態叫做基態 ；原子處于較高能級時電子在離核較遠的軌道上運動的這些定態叫做激發態。 2原子從一種定態設能量為En躍遷到另一種定態設能量為Em時，它輻射

12、或吸收一定頻率的光子，光子的能量由這兩種定態的能量差決定，即h= E n E m，能級圖見 3-5 第 64 頁 3原子的不同能量狀態跟電子沿不同的圓形軌道繞核運動相對應。原子的定態是不連續的，因此電子的可能軌道的分布也是不連續 的。3、玻爾計算公式： r n =n2r 1 , E n = E1/n2 (n=1,2,3)r 1 =0.5310-10 m , E 1= -13.6eV ,分別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動時的能量。選定離核無限遠處的電勢能為零，電子從離核無限遠處移到任一軌道上，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值，而且

13、離核越近，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。專業資料整理WORD格式第4頁，共7頁專業資料整理WORD格式5、一群氫原子處于量子數為n 的激發態時，可能輻射出的光譜線條數為N=。6、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，能解釋氣體導電時發光的機理、氫原子的線狀譜，局限之處在于它過多地保存了經典理論經典粒子、軌道等，無法解釋復雜原

14、子的光譜。7、現代量子理論認為電子的軌道只能用電子云來描述。8、光譜測量發現原子光譜是線狀譜和夫蘭克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九、原子核的組成1、1919 年盧瑟福用粒子轟擊氮原子核發現質子即氫原子核。 核反響方程 _。2、盧瑟福預想到原子內存在質量跟質子相等的不帶電的中性粒子，即中子。查德威克經過研究，證明：用天 射線轟擊鈹時，會產生一種看不見的貫穿能力很強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子，此貫穿能力極強的射線即為設想中的中子。核反響方程_。3、質子和中子統稱核子 ，原子核的電荷數等于其質子數，原子核的質量數等于其質子數與中子數

15、的和。具有一樣質子數的原子屬于同一種元素；具有一樣的質子數和不同的中子數的原子互稱同位素。4、天然放射現象（ 1人類認識 原子核有復雜構造和它的變化規律，是從天然放射現象開場的。（ 21896 年貝克勒耳發現放射性，在他的建議下，瑪麗·居里和皮埃爾·居里經過研究發現了新元素釙和鐳。3用磁場來研究放射線的性質圖見3-5 第 74 頁： 射線帶正電，偏轉較小， 粒子就是氦原子核，貫穿本領很小，電離作用很強，使底片感光作用很強； 射線帶負電，偏轉較大，是高速電子流，貫穿本領很強幾毫米的鋁板，電離作用較弱； 射線中電中性的，無偏轉，是波長極短的電磁波，貫穿本領最強幾厘米的鉛板，電離

16、作用很小。十、原子核的衰變半衰期1、原子核由于放出某種粒子而轉變為新核的變化叫做原子核的衰變。在衰變中電荷數和質量數都是守恒的注意：質量并不守恒。 射線是 伴隨 射線或 射線產生的，沒有單獨的 衰變 衰變： 原子核 處于較高能級 ，輻射光子后躍遷到低能級。衰變舉例； 衰變舉例。專業資料整理WORD格式第5頁，共7頁專業資料整理WORD格式2、半衰期：放射性元素的 原子核有半數發生衰變需要的時間。放射性元素衰變的快慢是由核內部 本身的因素決定，與原子所處的物理狀態或化學狀態無關，它是對大量原子的統計規律。 N=， m=。十一、放射性的應用與防護放射性同位素1、放射性同位素的應用： a、利用它的射

17、線貫穿本領、電離作用、物理和化學效應；b、做示蹤原子。2、放射性同位素的防護： 過量的射線對人體組織有破壞作用，這些破壞往往是對細胞核的破壞，因此，在使用放射性同位素時，必須注意人身平安，同時要放射性物質對空氣、水源等的破壞。十二、核力與結合能質量虧損1、由于核子間存在著強大的核力 核子之間的引力，特點：核力與核子是否帶電無關短程力，其作用X圍為2 .01010 m，只有相鄰的核子間才發生作用，所以核子結合成原子核例 _ 或原子核分解為核子例_時，都伴隨著巨大的能量變化。核子結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合能，亦稱核能。2、我們把核子結合生成原子核，所生成的

18、原子核的質量比生成它的核子的總質量要小些，這種現 象叫 做質 量虧 損。 愛因 斯坦 在相 對論 中得 出物 體的 質量 和能 量間 的關 系式_ ，就是著名的質能聯系方程，簡稱質能方程。1u=_kg相當于 _MeV 此結論在計算中可直接應用。十三、原子核的人工轉變原子核在其他粒子的轟擊下產生新核的過程，稱為核反響原子核的人工轉變。在核反響中電荷數和質量數都是守恒的。舉例： 1如粒子轟擊氮原子核發現質子；21934 年，約里奧·居里和伊麗芙·居里夫婦在用 粒子轟擊鋁箔時，除探測到預料中的中子外，還探測到了正電子。核反響方程_ _ 這是第一次用人工方法得到放射性同位素。十四、重核的裂變輕核的聚變1、但凡釋放核能的核反響都有質量虧損。核子組成不同的原子核時，平均每個核子的質量虧損是不同的， 所以各種原子核中核子的平均質量不同。核子平均質量小的，每個核子平均放的能多。 鐵原子核中核子的平均質量最小，所以鐵原子核最穩定。但凡由平均質量大的核，生成平均質量小的核的核反響都是釋放核能的。專業資料整理WORD格式第6頁，共7頁專業資料整理WORD格式2、1938 年德國化學家哈恩和斯特拉斯曼發現重核裂變，即一個重核在俘獲一個中子后，分裂成幾個中等質量的核的反響過程, 這發現為 核能的利用 開辟了道路。