高中物理3-5内容摘要

1、高中物理3-5内容摘要一、动量守恒定律1探究碰撞中的不变量：熟悉教材中的几个案例。2、动量、动量守恒定律：动量守恒定律是一个独立的实验规律，它适用于目前为止物理学研究的一切领域，而牛顿运动定律只适用于低速、宏观领域。3、弹性碰撞和非弹性碰撞、对心碰撞和非对心碰撞、散射(微观粒子的碰撞)4、反冲运动、火箭：火箭喷出的燃气的速度越大、火箭喷出物质的质量与火箭本身质量之比越大，火箭获得的速度越大。二、波粒二象性1热辐射：一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关，所以叫做热辐射。2、黑体：如果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，这种物体就是绝对黑体，简称黑体。3、黑体辐射规

2、律：温度越高各种波长的辐射强度都增加，同时，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。(普朗克的能量子理论很好的解释了这一现象)4、能量量子化：1900年德国物理学家普朗克提出振动着的带电微粒的能量只能是某个最小能量值£的整数倍，这个不可在分的能量值&叫做能量子£=h：。(h为普朗克常数(6.63-34x10J.S)宏观物体的能量值是连续的，而微观粒子的能量是分立的，是量子化的。5、光电效应(表明光子具有能量)1887年由赫兹证实。同时赫兹偶尔发现，接收电路的间隙如果受到光照，就更容易产生电火花，这就是最早发现的光电效应，也是赫兹细致观察的意外收获。(1)光的电磁说使光

3、的波动理论发展到相当完美的地步，但是它并不能解释光电效应的现象。在光(包括不可见光)的照射下从物体发射出电子的现象叫做光电效应，发射出来的电子叫光电子。(2)光电效应的研究结果： 存在饱和电流，这表明入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多。12 存在遏止电压：一meve=euc2 截止频率：光电子的能量与入射光的频率有关，而与入射光的强弱无关，当入射光的频率低于截止频率时不能发生光电效应 效应具有瞬时性：光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过10-9s。6、光子说：光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的，频率为v的光的能量子为hv。这些能量子被成为光子。7、光电效应方程：Ek=h：-Wo同时

4、，h：截止=WO8、康普顿效应(表明光子具有动量，具有粒子性)(1)、1918-1922年康普顿(美)在研究石墨对X射线的散射时发现：光子在介质中和物质微粒相互作用，可以使光的传播方向发生改变，这种现象叫光的散射。(2) 、在光的散射过程中，有些散射光的波长比入射光的波长略大，这种现象叫康普顿效应。(3) 、光子的动量：P=Z9、光的波粒二象性物质波概率波不确定关系(1) 、光的波粒二象性：由于光既有波动性，又有粒子性，只能认为光具有波粒二象性。但不可把光当成宏观观念中的波，也不可把光当成宏观观念中的粒子。少量的光子表现出粒子性，大量光子运动表现为波动性；光在传播时显示波动性，与物质发生作用时

5、，往往显示粒子性；频率小波长大的波动性显著，频率大波长小的粒子性显著。（2）、物质波：1924年德布罗意（法）提出，实物粒子和光子一样具有波动性，任何一个运动着的物体都有一种与之对应的波，波长，二一，这种波叫物质波，也叫德布罗意波。p电子束穿过铝箔后形成衍射图样。显微镜的分辨本领：电子束也是一种波，如果把电子加速，使它的动量很大，它的德布罗意波长会很短，衍射现象的影响就小多了，这样就可以大大提高分辨能力。这种使用电子束工作地显微镜叫做电子显微镜。（3）、概率波：从光子的概念上看，光波是一种概率波。（4）、不确定关系：心xp=，也x表示粒子位置的不确定量，Ap表示粒子在x方向上4兀的动量的不确定

6、量，h为普朗克常数。在微观物理学中，不确定关系告诉我们，如果要更准确地确定粒子的位置，那么动量的测量一定会更不准确，即不可能同时准确的知道粒子的位置和动量，因而也就不可能用“轨迹”来描述粒子的运动。三、原子结构1原子核式模型结构（1）、1897年汤姆孙（英）发现了电子，提出原子的枣糕模型。（2）、1909年起英国物理学家卢瑟福做了a粒子轰击金箔的实验，即a粒子散射实验（实验装置见必修本P257）得到出乎意料的结果：绝大多数a粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，少数a粒子却发生了较大的偏转，并且有极少数a粒子偏转角超过了90°,有的甚至被弹回，偏转角几乎达到180°。（3）、卢

7、瑟福在1911年提出原子的核式结构学说：在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转。按照这个学说，可很好地解释a粒子的散射实验结果，a粒子散射实验的数据还可以估计原子核的大小（数量级为10-15m）。2、氢原子的光谱（1）、某种原子的气体通电后可以发光并产生固定不变的光谱，这种光谱称为原子光谱。（2）、氢原子的光谱是线状的，即辐射波长是分立的。3、原子的能级（1）、卢瑟福的原子核式结构学说跟经典的电磁理论发生矛盾（矛盾为：a原子是不稳定的；b原子光谱是连续谱），1913年玻尔（丹麦）在其基础上，把普朗克的量子理论运

8、用到原子系统上，提出玻尔理论。（2）、玻尔理论的假设：a. 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，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量，这些状态叫做定态。氢原子的各个定态的能量值，叫做它的能级。原子处于最低能级时电子在离核最近的轨道上运动，这种定态叫做基态；原子处于较高能级时电子在离核较远的轨道上运动的这些定态叫做激发态。b. 原子从一种定态（设能量为巳）跃迁到另一种定态（设能量为E）时，它辐射（或吸收）一定频率的光子，光子的能量由这两种定态的能量差决定，即h=En-Em（能级图见3-5第64页）c. 原子的不同能量状态跟电子沿不同的圆形轨道绕核运动相对应。原子的定态

9、是不连续的,因此电子的可能轨道的分布也是不连续的。2E"-10一）ri=0.53>d0m,Ei=-13.6eV、玻尔计算公式：rn=nri,En=亍（n=1,2,3n分别代表第一条(即离核最近的)可能轨道的半径和电子在这条轨道上运动时的能量。(选定离核无限远处的电势能为零，电子从离核无限远处移到任一轨道上，都是电场力做正功，电势能减少，所以在任一轨道上，电子的电势能都是负值，而且离核越近，电势能越小。)四、原子核1、原子核的组成(1) 、1919年卢瑟福用a粒子轰击氮原子核发现质子即氢原子核。核反应方程这是人类第一次实现的原子核的人工转变、卢瑟福预想到原子内存在质量跟质子相等的

10、不带电的中性粒子，即中子。查德威克经过研究，证明：用天然放射性元素钋放出的a射线轰击铍时，会产生一种看不见的贯穿能力很强(10-20厘米的铅板)的不带电粒子，用其轰击石蜡时，竟能从石蜡中打出质子，此贯穿能力极强的射线即为设想中的中子。核反应方程He-»?C+Jn(3)、质子和中子统称核子，原子核的电荷数等于其质子数，原子核的质量数等于其质子数与中子数的和。具有相同质子数的原子属于同一种元素；具有相同的质子数和不同的中子数的原子互称同位素。2、天然放射现象：(1)人类认识原子核的复杂结构和它的变化规律，是从天然放射现象开始的。(2)1896年法国物理学家贝克勒耳发现放射性，在他的建议下

11、，玛丽居里和皮埃尔居里经过研究发现了新元素钋和镭。(3)用磁场来研究放射线的性质 a射线带正电，偏转较小，a粒子就是氦原子核，贯穿本领很小(在空气中只能前进几厘米)，电离作用很强，使底片感光作用很强。 B射线带负电，偏转较大，是高速电子流，贯穿本领很强(几毫米的铝板),电离作用较弱。 丫射线中电中性的，无偏转，是波长极短的电磁波，贯穿本领最强(几厘米的铅板和几十厘米的混凝土),电离作用很小。3、原子核的衰变半衰期(1) 、原子核由于放出某种粒子而转变为新核的变化叫做原子核的衰变。在衰变中电荷数和质量数都是守恒的。丫射线是伴随a射线或B射线产生的，没有单独的丫衰变。(2) 、半衰期：放射性元素的

12、原子核有半数发生衰变需要的时间。放射性元素衰变的快慢是由核内部本身的因素决定，与原子所处的物理状态或化学状态无关，它是对大量原子的统计1剩=口原()21规律。N剩=“原()T24、放射性的应用与防护放射性同位素(1) 、放射性同位素的应用：a利用它的射线(贯穿本领、电离作用、物理和化学效应)；b做示踪原子。(2) 、放射性同位素的防护：过量的射线对人体组织有破坏作用，这些破坏往往是对细胞核的破坏，因此，在使用放射性同位素时，必须注意人身安全，同时要放射性物质对空气、水源等的破坏。5、核力与结合能质量亏损、核力的特点：是强相互作用的一种表现，是短程力，作用范围在1.5x10-15m之内，在大于0

13、.8x10-15m时表现为吸引力，随距离增大而减小，超过1.5x10-15m,核力急剧下降几乎消失，而在距离小于0.8x10-15m时，表现为斥力。每个核子只跟临近的核子发生核力作用，为核力的饱和性。(2) 弱相互作用(弱力)是引起原子核B衰变的原因，即引起中子-质子转变的原因。是短程力，其力程比强力更短，为10-18m作用强度则比电磁力小。(3)自然界中较重的原子核，中子数大于质子数，越重相差越多。比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子月稳定。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)，这些核最稳定。(3) 由于核子间存在着强大的核力(强力)，所以核子结合成原子核或

14、原子核分解为核子时，都伴随着巨大的能量变化。(4) 、我们把组成原子核的核子的质量与原子核的质量之差叫做核的质量亏损。爱因斯坦在相对论中得出物体的质量和能量间的关系式_，就是著名的质能联系方程，简称质能方程。1u=kg相当于MeV.6、原子核的人工转变(1)、原子核在其他粒子的轰击下产生新核的过程，称为核反应。在核反应中电荷数和质量数都是守恒的。举例：(a)如知识八中a粒子轰击氮原子核发现质子(b)1934年，约里奥居里和伊丽芙居里夫妇在用a粒子轰击铝箔时，除探测到预料中的中子外，还探测到了正电子。核反应方程为Al+；HeT；：F+：ti30口30a+°e,15rt14oi1e这是第一次用人工方法得到放射性同位素7、重核的裂变轻核的聚变(1)、1938年德国化学家哈恩和斯特拉斯曼发现重核裂变，即一个重核在俘获一个中子后，分裂成几个中等质量的核的反应过程，这发现为核能的利用开辟了道路。铀核裂变的核反应方程，其中有两种很典型的反应是：2351139951235114192192U0n>54Xe38Sr2。n,92U°n56Ba36Kr3°n(2)、由于中子的增殖使裂变反应能持续地进行的过程称为链式反应。为使其容易发生，最好使