江苏省高考物理选修3-4、3-5知识点

1、Ocean高中物理振兴计划 Created by Ocean Wang高中物理选修3-4、3-5知识点（1-9页3-4部分,10-19页3-5部分） 选修3-4部分一、简谐运动 简谐运动的表达式和图象 要求：I1）如果质点所受的力与它偏离平衡位置位移的大小成正比，并且总是指向平衡位置，质点的运动就是简谐运动。简谐运动的回复力：即F = kx注意：其中x都是相对平衡位置的位移。区分：某一位置的位移（相对平衡位置）和某一过程的位移（相对起点）回复力始终指向平衡位置，始终与位移方向相反“k”对一般的简谐运动，k只是一个比例系数，而不能理解为劲度系数F回kx是证明物体是否做简谐运动的依据2）简谐运动的

2、表达式： “x = A sin (t)”3）简谐运动的图象：描述振子离开平衡位置的位移随时间遵从正弦（余弦）函数的规律变化的，要求能将图象与恰当的模型对应分析。可根据简谐运动的图象的斜率判别速度的方向，注意在振幅处速度无方向。A、简谐运动（关于平衡位置）对称、相等同一位置：速度大小相等、方向可同可不同，位移、回复力、加速度大小相等、方向相同.对称点：速度大小相等、方向可同可不同，位移、回复力、加速度大小相等、方向相反.对称段：经历时间相同一个周期内，振子的路程一定为4A（A为振幅）；半个周期内，振子的路程一定为2A；四分之一周期内，振子的路程不一定为A每经一个周期，振子一定回到原出发点；每经半

3、个周期一定到达另一侧的关于平衡位置的对称点，且速度方向一定相反B、振幅与位移的区别：位移是矢量，振幅是标量，等于最大位移的数值对于一个给定的简谐运动，振子的位移始终变化，而振幅不变思考：1、平衡位置的合力一定为0吗？ （单摆）2、弹簧振子在对称位置弹性势能相等吗？ （竖直弹簧振子）3、人的来回走动、拍皮球时皮球的运动是振动吗？二、单摆的周期与摆长的关系（实验、探究） 要求：1）单摆的等时性（伽利略）；即周期与摆球质量无关，在振幅较小时与振幅无关2）单摆的周期公式（惠更斯）（l为摆线长度与摆球半径之和；周期测量：测N次全振动所用时间t，则T=t/N）3）数据处理：（1）平均值法；（2）图象法：以

4、l和T2为纵横坐标，作出的图象（变非线性关系为线性关系）；4）振动周期是2秒的单摆叫秒摆摆钟原理：钟面显示时间与钟摆摆动次数成正比三、受迫振动和共振 要求：受迫振动：在周期性外力作用下、使振幅保持不变的振动，又叫无阻尼振动或等幅振动。f迫 = f策，与f固无关。A迫 与f策f固有关，f策f固越大，A迫越小，f策f固越小，A迫越大。当驱动力频率等于固有频率时，受迫振动的振幅最大（共振）共振的防止与应用四、机械波 横波和纵波 横波的图象 要求：1）机械波产生机械波的条件：振源，介质有机械振动不一定形成机械波 有机械波一定有机械振动机械波的波速由介质决定，同一类的不同机械波在同一介质中波速相等。与振

5、源振动的快慢无关机械波传递的是振动形式（由振源决定）、能量（由振幅体现）、信息2）机械波可分为横波与纵波横波：质点的振动方向与波的传播方向垂直。特点：有波峰、波谷. 只能在固体中传播（条件：剪切形变），为方便将水波认为是横波纵波：质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上.特点：有疏部、密部. 气体、液体只能传递纵波3）波的独立传播与叠加4）次声波与超声波次声波：频率小于20Hz，波长长，易衍射，传播距离远，研究与应用刚起步超声波：频率大于20000Hz，波长短，直线传播效果好（声纳），穿透能力强（几厘米厚的金属）。 应用广泛：声纳、B超、雷达、探伤、超声加湿、制照相乳胶5）横波图象：表示某一时

6、刻各个质点离开平衡位置位移情况。后一质点的振动总是重复前一质点的振动；特别要能判断质点振动方向或波的传播方向。注意：（1）周期性、方向性上引起的多解可能性；（2）波传播的距离与质点的路程是不同的。6）波动图象表示 “各个质点”在“某一时刻”的位移，振动图象则表示介质中“某个质点”在“各个时刻”的位移。五、波长、频率（周期）和波速的关系 要求：（由介质决定，f由波源决定）波形向前匀速平移，质点本身不迁移，x可视为波峰（波谷）移动的距离在波的图象中，无论时间多长，质点的横坐标一定不变介质中所有质点的起振位置一定在平衡位置，且起振方向一定与振源的起振方向相同注意双向性、周期性注意坐标轴的单位（是m，

7、还是cm；有无×10-n等等）注意同时涉及振动和波时，要将两者对应起来关于振动与波质点的振动方向判断：振动图象（横轴为时间轴）：顺时间轴“上，下坡”波动图象（横轴为位移轴）：逆着波的传播方向“上，下坡” 共同规律：同一坡面（或平行坡面）上振动方向相同，否则相反一段时间后的图象a、振动图象：直接向后延伸b、波动图象：不能向后延伸，而应该将波形向后平移几个物理量的意义：周期（频率）：决定振动的快慢，进入不同介质中，T（f）不变振幅：决定振动的强弱波速：决定振动能量在介质中传播的快慢几个对应关系一物动（或响）引起另一物动（或响）受迫振动共振（共鸣）不同位置，强弱相间干涉（要求：两波源频率相

8、同）干涉：a、振动加强区、减弱区相互间隔； b、加强点始终加强（注意：加强的含义是振幅大，千万不能误认为这些点始终位于波峰或波谷处）、减弱点始终减弱. c、判断：若两振源同相振动，则有加强点到两振源的路程差为波长的整数倍，减弱点到两振源的路程差为半波长的奇数倍.绕过障碍物衍射（要求：缝、孔或障碍物的尺寸与波长差不多或小于波长） 缝后的衍射波的振幅小于原波波的多解题型方向的多解：考虑是否既可以向左，也可以向右 波形的多解：几种典型运动不受力：静止或匀速直线运动受恒力：力大小、方向都不变直线匀加速、匀减速直线运动匀变速曲线（类）平抛运动受变力力大小不变，方向改变匀速圆周运动力大小、方向均改变简谐运

9、动力大小改变，方向不变额定功率下的机车启动几种最简单的运动最简单的运动：匀速直线运动最简单的变速运动：匀变速直线运动最简单的振动：简谐运动六、波的反射和折射 波的衍射和干涉 要求：1波面（波阵面）：振动状态总是相同的点的集合；波线：与波面垂直的那些线。2惠更斯原理：介质中任一波面上的各点，都可以看做发射子波的波源，其后任意时刻，这些子波的包迹就是新的波面；3（1）互不干扰原理；（2）叠加原理。反射、折射、干涉：x = k处，振动加强；x =（2k + 1）/2处，振动减弱。（3）衍射（产生明显衍射现象的条件）4波的干涉：（1）频率相同（2）现象：加强区与减弱区相互间隔（加强区永远加强，减弱区永

10、远减弱）七、多普勒效应 要求：（1）现象：由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者感到频率（音调）发生变化的现象。结论：波源远离现察者，观察者接收频率减小；波源靠近观察者，观察者接收频率增大。（2）应用：A、利用发射波和接受波频率的差异，制成测定运动物体速度的多普勒测速仪。B、利用向人体血液发射和接收的超声波频率的变化，制成测定人体血流速度的“彩八、电磁振荡 电磁波的发射和接收 要求：1）麦克斯韦电磁场理论：变化的磁场产生电场；变化的电场产生磁场推广：均匀变化的磁场（或电场），会产生恒定的电场（或磁场）。非均匀变化的磁场（或电场），会产生变化的电场（或磁场）。2）电磁波：电磁场由发生的区域在空

11、间由近及远的传播就形成电磁波。电磁波的特点：电磁波是物质波，传播时可不需要介质而独立在真空中传播。电磁波是横波，磁场、电场、传播方向三者互相垂直。电磁波具有波的共性，能发生干涉、衍射等现象 电磁波可脱离“波源”而独立存在，电磁波发射出去后，产生电磁波的振荡电路停止振荡后，在空间的电磁波仍继续传播。电磁波在真空中的传播速度等于光在真空中的传播速度，c3×108m/s。3）赫兹的电火花实验证实了麦克斯韦电磁场理论。LC4）电磁振荡（LC振荡回路）线圈上的感应电动势等于电容器两端的电压电磁振荡的周期与频率、5）电磁波的波速：v = f同一列电磁波由一种介质传入另一种介质，频率不变，波长、波

12、速都要发生变化。6）电磁波的发射与接收无线电波的发射a、要有效地发射电磁波，振荡电路必须具有如下特点：要有足够高的振荡频率振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间b、调制：电磁波随各种信号而改变的技术，调制分为两种：调幅（AM）和调频（FM）（2）无线电波的接收：a、调谐（选台）：使接收电路发生电谐振的过程b、解调（检波）：调制的逆过程（3）雷达：雷达系统由天线系统、发射装置、接收装置、输出装置及电源、计算机等组成。雷达用微波波段，每次发射时间约百万分之一秒，结果由显示器直接显示。发射端和接收端合二为一（不同于电视系统）。九、电磁波谱电磁波及其应用 要求：电磁波谱：波长由长到短排列（频率由

13、低到高）顺序无线电波红外线可见光紫外线伦琴（X）射线射线 红 橙 黄 绿 蓝 靛 紫波长：由长到短 （红光最容易衍射，条纹间距最大）频率：由低到高 （能量由小到大）折射率：由小到大（紫光偏折最大，红光偏折最小）临界角：由大到小 （紫光最容易发生全反射）在同种介质中的波速：由大到小1）无线电波2）红外线：一切物体都在辐射红外线（1）主要性质；最显著的作用：热作用，温度越高，辐射能力越强一切物体都在不停地辐射红外线（2）应用：红外摄影、红外遥感、遥控、加热3）可见光光谱（波长由长到短）：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫天空亮：大气散射天空是蓝色：波长较短的光比波长较长的光更容易散射早晨、傍晚天空为红色：

14、红光的波长最长，容易绕过障碍物4）紫外线：（1）主要性质：化学作用；荧光效应（2）应用：激发荧光、杀菌消毒、促使人体合成维生素D 5）伦琴（X）射线：原子内层电子受激跃迁产生（1）主要性质：穿透能力很强，（2）应用：金属探伤 人体透视6）射线：原子核受激辐射（1）主要性质：穿透能力很强，能穿透几厘米的铅板(几十厘米厚混凝土)（2）应用：金属探伤7）太阳辐射的能量集中在可见光、红外线、紫外线三个区域，其中，黄绿光附近，辐射的能量最强（人眼对这个区域的电磁辐射最敏感）十、光的折射定律 折射率 要求：1）光的折射定律入射角、反射角、折射角都是各自光线与法线的夹角！ 表达式：在光的折射现象中，光路也是

15、可逆的2）折射率光从真空射入某种介质发生折射时，入射角的正弦与折射角的正弦之比，叫做这种介质的绝对折射率，用符号n表示n是反映介质光学性质的一个物理量，n越大，表明光线偏折越厉害。发生折射的原因是光在不同介质中，速度不同2白光通过三棱镜时，会分解出各种色光，在屏上形成红紫的彩色光带（注意：不同介质中，光的频率不变。）十一、 测定玻璃的折射率（实验、探究） 要求：1实验的改进：找到入射光线和折射光线以后，可以入射点O为圆心，以任意长为半径画圆，分别与AO、OO（或OO的延长线）交于C点和D点，过C、D两点分别向NN做垂线，交NN于C、D点， 则易得：n = CC/DD2实验方法：插针法十二、光的

16、全反射 光导纤维 要求：i越大，越大，折射光线越来越弱，反射光越来越强。1）全反射：光疏介质和光密介质：折射率小的介质叫光疏介质，折射率大的介质叫光密介质。注意：光疏和光密介质是相对的。全反射是光从光密介质射向光疏介质时，折射光线消失（=900），只剩下反射光线的现象。2）发生全反射的条件：光必须从光密介质射向光疏介质入射角必须大于（或等于）临界角3）临界角4）应用全反射棱镜形状：等腰直角三角形 原理：如图条件：玻璃折射率大于1.4 优点：比平面镜反射时失真小光导纤维：折射率大的内芯、折射率小的外套 P71光导纤维P72做一做时间计算中注意光的路程不是两地距离及光在介质中的速度不是光速海市蜃楼

17、：沙漠：倒立虚像；海洋：正立虚像十三、光的干涉、衍射和偏振 要求：1）光的干涉现象：是波动特有的现象，由托马斯杨首次观察到。（1）在双缝干涉实验中，条纹宽度或条纹间距：L：屏到挡板间的距离，d：双缝的间距，：光的波长，x：相邻亮纹（暗纹）间的距离（2）图象特点：中央为明条纹，两边等间距对称分布明暗相间条纹。红光（最大）明、暗条纹最宽，紫光明、暗条纹最窄。白光干涉图象中央明条纹外侧为红色。2）光的颜色、色散A、薄膜干涉（等厚干涉）：图象特点：同一条亮（或暗）条纹上所对应薄膜厚度完全相等。不同的光做实验，条纹间距不同单色光在肥皂膜上（上薄下厚）形成水平状明暗相间条纹B、薄膜干涉中的色散、各种看起来

18、是彩色的膜，一般都是由于干涉引起的、原理：膜的前后两个面反射的光形成的、现象：同一厚度的膜，对应着同一亮纹（或暗纹）、厚度变化越快，条纹越密白光入射形成彩色条纹。C、折射时的色散光线经过棱镜后向棱镜的底面偏折。折射率越大，偏折的程度越大不同颜色的光在同一介质中的折射率不同。同一种介质中，由红光到紫光，波长越来越短、折射率越来越大、波速越来越慢3）光的衍射：单缝衍射图象特点：中央最宽最亮；两侧条纹不等间隔且较暗；条纹数较少。（白光入射为彩色条纹）。光的衍射条纹：中间宽，两侧窄的明暗相间条纹（典例：泊松亮斑）共同点：同等条件下，波长越长，条纹越宽4）光的偏振：证明了光是横波；常见的光的偏振现象：摄

19、影，太阳镜，动感投影片，晶体的检测，玻璃反光偏振片由特定的材料制成，它上面有一个特殊的方向（叫做透振方向），只有振动方向与透振方向平行的光波才能通过偏振片。当只有一块偏振片时，以光的传播方向为轴旋转偏振片，透射光的强度不变。当两块偏振片的透振方向平行时，透射光的强度最大，但是，比通过一块偏振片时要弱。当两块偏振片的透振方向垂直时，透射光的强度最弱，几乎为零。只有横波才有偏振现象。光波的感光作用和生理作用等主要是由电场强度E所引起的，因此常将E的振动称为光振动。除了从光源（如太阳、电灯等）直接发出的光以外，我们通常看到的绝大部分光，都是偏振光。自然光射到两种介质的界面上，如果光入射的方向合适，使

20、反射光与折射光之间的夹角恰好是90°，这时，反射光和折射光就都是偏振的，并且偏振方向互相垂直。偏振现象的应用：拍摄、液晶显示、汽车车灯（偏振化方向都沿同一方向并与水平面成45°）、立体电影（左眼偏振片的偏振化方向与左面放像机上的偏振化方向相同，右眼偏振片的偏振化方向与右面放像机上的偏振化方向相同）十四、激光的特性及应用 要求：激光是一种人工产生的相干光。（1）电磁波频率越高，能量越大，可以比无线电波传递更多信息。（2）特点：A、频率单一（频宽很小）。B、相干性好：可传递信息，可以用于全息照相；C、平行度好（方向性好），传播很长距离后仍能保持一定强度，可精确测距。应用在VCD

21、、雷达测距、测速（多普勒原理）、追踪目标；D、亮度高（能在很小空间、很短时间内集中很大的能量）。应用在“激光刀”、引起核聚变等方面。特点作用应用实例相干光可进行调制、传递信息光纤通信干涉全息照相（在照明光的另一侧观看）平行度好传播很远距离能保持一定强度，可精确测距测速激光雷达可会聚于很小的一点，记录信息密度高DVD、CD、VCD机，计算机光驱亮度高可在很小空间短时间内集中很大能量激光切割、焊接、打孔医疗手术产生高压引起核聚变人工控制聚变反应十五、狭义相对论的基本假设 狭义相对论时空观与经典时空观的区别 要求：1）相对论的诞生（1）伽利略相对性原理：力学规律在任何惯性系中都是相同的（2）狭义相对

22、论的两个基本假设A、狭义相对性原理：在不同的惯性参考系中，一切物理定律都是相同的B、光速不变原理：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的结论：不论光源与观察者做怎样的相对运动，光速都是一样的。2）时间和空间的相对性（1）同时的相对性（2）长度的相对性：一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比杆静止时的长度小（3）时间间隔的相对性：从地面上观察，飞船上的时间进程比地面上慢（4）时空相对性的验证时空相对性的最早证据跟宇宙线的观测有关相对论的第一次宏观验证是在1971年进行的。（5）相对论的时空观经典物理学认为空间和时间是脱离物质而存在的，是绝对的，空间与时间之间是没有联系的，相对论则认为空间和时

23、间与物质的运动状态有关。 选修3-5部分一、动量 动量守恒定律 1、动量：可以从两个侧面对动量进行定义或解释：物体的质量跟其速度的乘积，叫做物体的动量。动量是物体机械运动的一种量度。动量的表达式P = mv。单位是.动量是矢量，其方向就是瞬时速度的方向。因为速度是相对的，所以动量也是相对的。2、动量守恒定律：当系统不受外力作用或所受合外力为零，则系统的总动量守恒。动量守恒定律根据实际情况有多种表达式，一般常用等号左右分别表示系统作用前后的总动量。运用动量守恒定律要注意以下几个问题：动量守恒定律一般是针对物体系的，对单个物体谈动量守恒没有意义。对于某些特定的问题, 例如碰撞、爆炸等，系统在一个非

24、常短的时间内，系统内部各物体相互作用力，远比它们所受到外界作用力大，就可以把这些物体看作一个所受合外力为零的系统处理, 在这一短暂时间内遵循动量守恒定律。计算动量时要涉及速度，这时一个物体系内各物体的速度必须是相对于同一惯性参照系的，一般取地面为参照物。动量是矢量，因此“系统总动量”是指系统中所有物体动量的矢量和，而不是代数和。动量守恒定律也可以应用于分动量守恒的情况。有时虽然系统所受合外力不等于零，但只要在某一方面上的合外力分量为零，那么在这个方向上系统总动量的分量是守恒的。动量守恒定律有广泛的应用范围。只要系统不受外力或所受的合外力为零，那么系统内部各物体的相互作用，不论是万有引力、弹力、

25、摩擦力，还是电力、磁力，动量守恒定律都适用。系统内部各物体相互作用时，不论具有相同或相反的运动方向；在相互作用时不论是否直接接触；在相互作用后不论是粘在一起，还是分裂成碎块，动量守恒定律也都适用。3、动量与动能、动量守恒定律与机械能守恒定律的比较。动量与动能的比较：动量是矢量, 动能是标量。动量是用来描述机械运动互相转移的物理量而动能往往用来描述机械运动与其他运动(比如热、光、电等)相互转化的物理量。比如完全非弹性碰撞过程研究机械运动转移速度的变化可以用动量守恒，若要研究碰撞过程改变成内能的机械能则要用动能为损失去计算了。所以动量和动能是从不同侧面反映和描述机械运动的物理量。动量守恒定律与机械

26、能守恒定律比较：前者是矢量式，有广泛的适用范围，而后者是标量式其适用范围则要窄得多。这些区别在使用中一定要注意。4、碰撞：两个物体相互作用时间极短，作用力又很大，其他作用相对很小，运动状态发生显著化的现象叫做碰撞。以物体间碰撞形式区分，可以分为“对心碰撞”(正碰), 而物体碰前速度沿它们质心的连线；“非对心碰撞”中学阶段不研究。以物体碰撞前后两物体总动能是否变化区分，可以分为：“弹性碰撞”。碰撞前后物体系总动能守恒；“非弹性碰撞”，完全非弹性碰撞是非弹性碰撞的特例，这种碰撞，物体在相碰后粘合在一起，动能损失最大。各类碰撞都遵守动量守恒定律和能量守恒定律，不过在非弹性碰撞中，有一部分动能转变成了

27、其他形式能量，因此动能不守恒了。二、验证动量守恒定律（实验、探究） 【实验目的】研究在弹性碰撞的过程中，相互作用的物体系统动量守恒【实验原理】图2-1利用图2-1的装置验证碰撞中的动量守恒，让一个质量较大的球从斜槽上滚下来，跟放在斜槽末端上的另一个质量较小的球发生碰撞，两球均做平抛运动由于下落高度相同，从而导致飞行时间相等，我们用它们平抛射程的大小代替其速度小球的质量可以测出，速度也可间接地知道，如满足动量守恒式m1v1=m1v1+m2v2，则可验证动量守恒定律进一步分析可以知道，如果一个质量为m1，速度为v1的球与另一个质量为m2，速度为v2的球相碰撞，碰撞后两球的速度分别为v1和v2，则由

28、动量守恒定律有：m1v1=m1v1+m2v2.图2-2 P【实验器材】两个小球（大小相等，质量不等）；斜槽；重锤线；白纸；复写纸；天平；刻度尺；圆规【实验步骤】1.用天平分别称出两个小球的质量m1和m2；2.按图2-1安装好斜槽，注意使其末端切线水平，并在地面适当的位置放上白纸和复写纸，并在白纸上记下重锤线所指的位置O点.3.首先在不放被碰小球的前提下，让入射小球从斜槽上同一位置从静止滚下，重复数次，便可在复写纸上打出多个点，用圆规作出尽可能小的圆，将这些点包括在圆内，则圆心就是不发生碰撞时入射小球的平均位置P点如图2-2。4.将被碰小球放在斜槽末端上，使入射小球与被碰小球能发生正碰；5.让入

29、射小球由某一定高度从静止开始滚下，重复数次，使两球相碰，按照步骤(3)的办法求出入球落地点的平均位置M和被碰小球落地点的平均位置N；6.过ON在纸上做一条直线，测出OM、OP、ON的长度；7.将数据代入下列公式，验证公式两边数值是否相等（在实验误差允许的范围内）：m1·OP=m1·OM+m2·ON【注意事项】1“水平”和“正碰”是操作中应尽量予以满足的前提条件2测定两球速度的方法，是以它们做平抛运动的水平位移代表相应的速度 3斜槽末端必须水平，检验方法是将小球放在平轨道上任何位置，看其能否都保持静止状态4入射球的质量应大于被碰球的质量5入射球每次都必须从斜槽上同一

30、位置由静止开始滚下方法是在斜槽上的适当高度处固定一档板，小球靠着档板后放手释放小球6实验过程中，实验桌、斜槽、记录的白纸的位置要始终保持不变7m1·OP=m1·OM+m2·ON式中相同的量取相同的单位即可【误差分析】误差来源于实验操作中，两个小球没有达到水平正碰，一是斜槽不够水平，二是两球球心不在同一水平面上，给实验带来误差每次静止释放入射小球的释放点越高，两球相碰时作用力就越大，动量守恒的误差就越小应进行多次碰撞，落点取平均位置来确定，以减小偶然误差下列一些原因可能使实验产生误差：1若两球不能正碰，则误差较大；2斜槽末端若不水平，则得不到准确的平抛运动而造成误差

31、；3O、P、M、N各点定位不准确带来了误差；4测量和作图有偏差；5仪器和实验操作的重复性不好，使得每次做实验时不是统一标准三、弹性碰撞和非弹性碰撞 以物体间碰撞形式分类以物体间碰撞前后两物体的总动能是否发生变化分类碰撞的种类正碰斜碰弹性碰撞非弹性碰撞完全非弹性碰撞碰撞：相互运动的物体相遇，在极短的时间内，通过相互作用，运动状态发生显著变化的过程叫碰撞。 完全弹性碰撞：在弹性力的作用下，系统内只发生机械能的转移，无机械能的损失，称完全弹性碰撞。非弹性碰撞：非弹性碰撞：在非弹性力的作用下，部分机械能转化为物体的内能，机械能有了损失，称非弹性碰撞。完全非弹性碰撞：在完全非弹性力的作用下，机械能损失最

32、大（转化为内能等），称完全非弹性碰撞。碰撞物体粘合在一起，具有相同的速度。四、普朗克量子假说 黑体和黑体辐射 一、量子论1.创立标志：1900年普朗克在德国的物理年刊上发表论正常光谱能量分布定律的论文，标志着量子论的诞生。2.量子论的主要内容：普朗克认为物质的辐射能量并不是无限可分的，其最小的、不可分的能量单元即“能量子”或称“量子”，也就是说组成能量的单元是量子。物质的辐射能量不是连续的，而是以量子的整数倍跳跃式变化的。3.量子论的发展1905年，爱因斯坦奖量子概念推广到光的传播中，提出了光量子论。1913年，英国物理学家玻尔把量子概念推广到原子内部的能量状态，提出了一种量子化的原子结构模型

33、，丰富了量子论。到1925年左右，量子力学最终建立。二、黑体和黑体辐射1热辐射现象任何物体在任何温度下都要发射各种波长的电磁波，并且其辐射能量的大小及辐射能量按波长的分布都与温度有关。这种由于物质中的分子、原子受到热激发而发射电磁波的现象称为热辐射。.物体在任何温度下都会辐射能量。.物体既会辐射能量，也会吸收能量。物体在某个频率范围内发射电磁波能力越大，则它吸收该频率范围内电磁波能力也越大。辐射和吸收的能量恰相等时称为热平衡。此时温度恒定不变。实验表明：物体辐射能多少决定于物体的温度（T）、辐射的波长、时间的长短和发射的面积。2.黑体物体具有向四周辐射能量的本领，又有吸收外界辐射来的能量的本领

34、。黑体是指在任何温度下，全部吸收任何波长的辐射的物体。3实验规律：1）随着温度的升高，黑体的辐射强度都有增加；2）随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短方向移动。五、光电效应 1、光电效应光电效应在光（包括不可见光）的照射下，从物体发射出电子的现象称为光电效应。光电效应的实验规律：装置：如右图。任何一种金属都有一个极限频率，入射光的频率必须大于这个极限频率才能发生光电效应，低于极限频率的光不能发生光电效应。光电子的最大初动能与入射光的强度无关，光随入射光频率的增大而增大。大于极限频率的光照射金属时，光电流强度（反映单位时间发射出的光电子数的多少），与入射光强度成正比。 金属受到光照，光电子

35、的发射一般不超过109秒。2、波动说在光电效应上遇到的困难波动说认为：光的能量即光的强度是由光波的振幅决定的与光的频率无关。所以波动说对解释上述实验规律中的条都遇到困难3、光子说量子论：1900年德国物理学家普朗克提出：电磁波的发射和吸收是不连续的，而是一份一份的，每一份电磁波的能量.光子论：1905年爱因斯坦提出：空间传播的光也是不连续的，而是一份一份的，每一份称为一个光子，光子具有的能量与光的频率成正比。即：. 其中是电磁波的频率，h为普朗克恒量：h=6.63×10344、光子论对光电效应的解释金属中的自由电子，获得光子后其动能增大，当功能大于脱出功时，电子即可脱离金属表面，入射

36、光的频率越大，光子能量越大，电子获得的能量才能越大，飞出时最大初功能也越大。5光电效应方程：Ek 是光电子的最大初动能，当Ek =0 时，nc为极限频率，nc=.六、光的波粒二象性 物质波 光既表现出波动性，又表现出粒子性大量光子表现出的波动性强，少量光子表现出的粒子性强；频率高的光子表现出的粒子性强，频率低的光子表现出的波动性强实物粒子也具有波动性，这种波称为德布罗意波，也叫物质波。满则下列关系：从光子的概念上看，光波是一种概率波.七、原子核式结构模型 1、电子的发现和汤姆生的原子模型：电子的发现：1897年英国物理学家汤姆生，对阴极射线进行了一系列研究，从而发现了电子。电子的发现表明：原子

37、存在精细结构，从而打破了原子不可再分的观念。汤姆生的原子模型：1903年汤姆生设想原子是一个带电小球，它的正电荷均匀分布在整个球体内，而带负电的电子镶嵌在正电荷中。2、粒子散射实验和原子核结构模型粒子散射实验：1909年，卢瑟福及助手盖革和马斯顿完成的.装置：如右图。现象：a. 绝大多数粒子穿过金箔后，仍沿原来方向运动，不发生偏转。b. 有少数粒子发生较大角度的偏转c. 有极少数粒子的偏转角超过了90°，有的几乎达到180°，即被反向弹回。原子的核式结构模型：由于粒子的质量是电子质量的七千多倍，所以电子不会使粒子运动方向发生明显的改变，只有原子中的正电荷才有可能对粒子的运动

38、产生明显的影响。如果正电荷在原子中的分布，像汤姆生模型那模均匀分布，穿过金箔的粒了所受正电荷的作用力在各方向平衡，粒了运动将不发生明显改变。散射实验现象证明，原子中正电荷不是均匀分布在原子中的。1911年，卢瑟福通过对粒子散射实验的分析计算提出原子核式结构模型：在原子中心存在一个很小的核，称为原子核，原子核集中了原子所有正电荷和几乎全部的质量，带负电荷的电子在核外空间绕核旋转。原子核半径约为10-15m，原子轨道半径约为10-10m。八、氢原子光谱 氢原子是最简单的原子，其光谱也最简单。1885年，巴耳末对当时已知的，在可见光区的14条谱线作了分析，发现这些谱线的波长可以用一个公式表示： n=

39、3，4，5，式中R叫做里德伯常量，这个公式成为巴尔末公式。 410.29397.12 434.17 486.27 656.47 nmH H H H H除了巴耳末系，后来发现的氢光谱在红外和紫个光区的其它谱线也都满足与巴耳末公式类似的关系式。氢原子光谱是线状谱，具有分立特征，用经典的电磁理论无法解释。九、原子的能级 玻尔的原子模型原子核式结构模型与经典电磁理论的矛盾（两方面）a电子绕核作圆周运动是加速运动，按照经典理论，加速运动的电荷，要不断地向周围发射电磁波，电子的能量就要不断减少，最后电子要落到原子核上，这与原子通常是稳定的事实相矛盾。b电子绕核旋转时辐射电磁波的频率应等于电子绕核旋转的频率

40、，随着旋转轨道的连续变小，电子辐射的电磁波的频率也应是连续变化，因此按照这种推理原子光谱应是连续光谱，这种原子光谱是线状光谱事实相矛盾。玻尔理论上述两个矛盾说明，经典电磁理论已不适用原子系统，玻尔从光谱学成就得到启发，利用普朗克的能量量了化的概念，提了三个假设：定态假设：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些状态中原子是稳定的，电子虽然做加速运动，但并不向外在辐射能量，这些状态叫定态。跃迁假设：原子从一个定态（设能量为Em）跃迁到另一定态（设能量为En）时，它辐射成吸收一定频率的光子，光子的能量由这两个定态的能量差决定，即 hv=EmEn轨道量子化假设，原子的不同能量状态，跟电子不同的运

41、行轨道相对应。原子的能量不连续因而电子可能轨道的分布也是不连续的。玻尔的氢子模型：氢原子的能级公式和轨道半径公式：玻尔在三条假设基础上，利用经典电磁理论和牛顿力学，计算出氢原子核外电子的各条可能轨道的半径，以及电子在各条轨道上运行时原子的能量，（包括电子的动能和原子的热能。）氢原子的能级图：氢原子的各个定态的能量值，叫氢原子的能级。按能量的大小用图开像的表示出来即能级图。其中n=1的定态称为基态。n=2以上的定态，称为激发态。十、原子核的组成 原子核1、天然放射现象天然放射现象的发现：1896年法国物理学，贝克勒耳发现铀或铀矿石能放射出某种人眼看不见的射线。这种射线可穿透黑纸而使照相底片感光。

42、放射性：物质能发射出上述射线的性质称放射性放射性元素：具有放射性的元素称放射性元素天然放射现象：某种元素自发地放射射线的现象，叫天然放射现象。这表明原子核存在精细结构，是可以再分的。放射线的成份和性质：用电场和磁场来研究放射性元素射出的射线，在电场中轨迹，如：图1射 线 种 类射 线 组 成性 质电 离 作 用贯 穿 能 力射线氦核组成的粒子流很 强很 弱射线高速电子流较 强较 强射线高频光子很 弱很 强2、原子核的组成原子核的组成：原子核是由质子和中子组成，质子和中子统称为核子在原子核中有：质子数等于电荷数、核子数等于质量数、中子数等于质量数减电荷数十一、原子核的衰变 半衰期 衰变：原子核由于放出某种粒子而转变成新核的变化称为衰变在原子核的衰变过程中，电荷数和质量数守恒衰 变