PAGEPAGE1專題七近代物理初步一、主干知法必記1.氫原子光譜(1)氫原子光譜線是最早發(fā)覺(jué)并進(jìn)行探討的光譜線,這些光譜線可用一個(gè)統(tǒng)一的公式表示:1λ=R式中:m=1,2,3,…對(duì)每一個(gè)m,有n=m+1,m+2,m+3,…構(gòu)成一個(gè)譜線系R=1.10×107m-1(里德伯常量)。(2)巴耳末系:巴耳末系是氫原子光譜在可見(jiàn)光區(qū)的譜線,其公式:1λ=R12.氫原子的能級(jí)結(jié)構(gòu)、能級(jí)公式(1)玻爾理論①軌道量子化:電子繞核運(yùn)動(dòng)的軌道是不連續(xù)的。②能量量子化:原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中。能量最低的狀態(tài)叫基態(tài),其他狀態(tài)叫激發(fā)態(tài)。③躍遷假說(shuō):原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài)要輻射(或汲取)肯定頻率的光子,即hν=Em-En(m>n)。(2)氫原子的能級(jí)和軌道半徑①氫原子的能級(jí)公式:En=1n2E1(n=1,2,3,…),其中E1為基態(tài)能量,E②氫原子的半徑公式:rn=n2r1(n=1,2,3,…),其中r1為基態(tài)半徑,r1=0.53×10-10m。③氫原子的能級(jí)圖,如圖所示。3.放射性、原子核的衰變、半衰期(1)放射性物質(zhì)放出的射線有:α射線、β射線、γ射線。(2)半衰期是表征放射性元素大量原子核衰變快慢的物理量,是一種統(tǒng)計(jì)規(guī)律。半衰期對(duì)于少量原子核是無(wú)意義的。用τ表示半衰期,m表示某時(shí)刻放射性元素的質(zhì)量,則經(jīng)過(guò)時(shí)間t,剩下的該放射性元素的質(zhì)量m余=m124.核力、核反應(yīng)方程(1)人工轉(zhuǎn)變的典型方程:①盧瑟福發(fā)覺(jué)質(zhì)子

714N+24He②查德威克發(fā)覺(jué)中子

24He+49Be③約里奧·居里夫婦發(fā)覺(jué)放射性同位素,同時(shí)發(fā)覺(jué)正電子

1327Al+24He→1530P+0(2)衰變典型方程:

92238U→90

90234Th→91(3)核力的特點(diǎn):①核力是強(qiáng)相互作用力,在它的作用范圍內(nèi)核力比庫(kù)侖力大得多。②核力是短程力,作用范圍在1.5×10-15m之內(nèi)。③每個(gè)核子只跟相鄰的核子發(fā)生核力作用,這種性質(zhì)稱為核力的飽和性。無(wú)論是質(zhì)子間、中子間、質(zhì)子和中子間均存在核力。5.結(jié)合能、質(zhì)量虧損(1)結(jié)合能:由于核力的存在,核子結(jié)合成原子核時(shí)要放出肯定的能量,原子核分解成核子時(shí),要汲取同樣多的能量,這就是原子核的結(jié)合能。(2)質(zhì)量虧損:組成原子核的核子的總質(zhì)量與原子核的質(zhì)量之差叫核的質(zhì)量虧損。(3)質(zhì)能方程:E=mc2;ΔE=Δmc2。6.光電效應(yīng)(1)光電效應(yīng)的規(guī)律①任何一種金屬都有一個(gè)極限頻率νc,入射光的頻率必需大于或者等于νc,才能發(fā)生光電效應(yīng)。②光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān),與入射光的頻率有關(guān)。③光電效應(yīng)幾乎是瞬時(shí)的,發(fā)生的時(shí)間一般不超過(guò)10-9s。④發(fā)生光電效應(yīng)時(shí),飽和電流與入射光強(qiáng)度成正比。(2)愛(ài)因斯坦的光電效應(yīng)方程:12mv2=hν-W0或Ek=hν-W0,其中h為普朗克常量,h=6.63×10-34二、易錯(cuò)學(xué)問(wèn)點(diǎn)撥1.在氫原子躍遷中,混淆一個(gè)和一群處于激發(fā)態(tài)的氫原子發(fā)出的頻率。2.探討能級(jí)躍遷問(wèn)題時(shí),將光子和實(shí)物粒子混淆。3.對(duì)半衰期的統(tǒng)計(jì)規(guī)律不理解。4.書(shū)寫(xiě)核反應(yīng)方程時(shí)誤將“→”寫(xiě)成“=”。5.混淆質(zhì)量數(shù)與質(zhì)量?jī)蓚€(gè)不同的概念。6.對(duì)光電效應(yīng)圖像的意義不理解。三、保溫訓(xùn)練1.(粵教教材節(jié)選題)(多選)如圖所示,是工業(yè)生產(chǎn)中大部分光電限制設(shè)備(如夜亮?xí)兿ǖ穆窡?用到的光控繼電器的示意圖,它由電源、光電管、放大器、電磁繼電器等幾部分組成。當(dāng)用綠光照耀光電管陰極K時(shí),可以發(fā)生光電效應(yīng),則下列說(shuō)法中正確的是()A.增大綠光照耀強(qiáng)度,光電子最大初動(dòng)能增大B.增大綠光照耀強(qiáng)度,電路中的光電流增大C.改用波長(zhǎng)比綠光波長(zhǎng)大的光照耀光電管陰極K時(shí),電路中肯定有光電流D.改用頻率比綠光頻率大的光照耀光電管陰極K時(shí),電路中肯定有光電流答案BD2.(人教教材改編題)(多選)在光電效應(yīng)試驗(yàn)中,用頻率為ν的光照耀光電管陰極,發(fā)生了光電效應(yīng),下列說(shuō)法正確的是()A.增大入射光的強(qiáng)度,光電流增大B.減小入射光的強(qiáng)度,光電效應(yīng)現(xiàn)象消逝C.改用頻率小于ν的光照耀,肯定不發(fā)生光電效應(yīng)D.改用頻率大于ν的光照耀,光電子的最大初動(dòng)能變大答案AD3.如圖為氫原子能級(jí)示意圖的一部分,則氫原子()A.從n=4能級(jí)躍遷到n=3能級(jí)比從n=3能級(jí)躍遷到n=2能級(jí)輻射出電磁波的波長(zhǎng)長(zhǎng)B.從n=5能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)比從n=5能級(jí)躍遷到n=4能級(jí)輻射出電磁波的速度大C.處于不同能級(jí)時(shí),核外電子在各處出現(xiàn)的概率是一樣的D.從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí),氫原子核肯定向外放出能量答案A4.(多選)據(jù)新華社報(bào)道,由我國(guó)自行設(shè)計(jì)、研制的世界上第一套全超導(dǎo)核聚變?cè)囼?yàn)裝置(又稱“人造太陽(yáng)”)已完成了首次工程調(diào)試。下列關(guān)于“人造太陽(yáng)”的說(shuō)法正確的是()A.“人造太陽(yáng)”的核反應(yīng)方程是

12H+13HB.“人造太陽(yáng)”的核反應(yīng)方程是

92235U+01n→56C.“人造太陽(yáng)”釋放能量大小的計(jì)算公式是ΔE=Δmc2D.“人造太陽(yáng)”釋放能量大小的計(jì)算公式是ΔE=12Δmc答案AC5.(多選)能源是社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ),發(fā)展核能是解決能源問(wèn)題的途徑之一。下列釋放核能的反應(yīng)方程,表述正確的有()A.

13H+12HB.13H+12HC.92235U+01n→56D.92235U+01n→54答案AC6.某放射性元素的原子核發(fā)生2次α衰變和6次β衰變,關(guān)于它的原子核的改變,下列說(shuō)法中正確的是()A.中子數(shù)削減8 B.質(zhì)子數(shù)削減2C.質(zhì)子數(shù)增加2 D.核子數(shù)削減10答案C7.(多選)下面是鈾核裂變反應(yīng)中的一個(gè):92235U+01n→54A.質(zhì)量虧損為Δm=235.0439u+1.0087u-89.9077u-135.9072uB.質(zhì)量虧損為Δm=(235.0439+1.0087-89.9077-135.9072-10×1.0087)uC.釋放的總能量為ΔE=(235.0439+1.0087-89.9077-135.9072-10×1.0087)×(3×108)2JD.釋放的總能量為ΔE=(235.0439+1.0087-89.9077-135.9072-10×1.0087)×931.5MeV答案BD8.(多選)如圖所示,國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)2007年2月15日公布核輻射警示新標(biāo)記,內(nèi)有一個(gè)輻射波標(biāo)記、一個(gè)骷髏頭標(biāo)記和一個(gè)逃跑的人形。核輻射會(huì)向外釋放三種射線:α射線帶正電,β射線帶負(fù)電,γ射線不帶電。現(xiàn)有甲、乙兩