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高中物理選修知識點1
第1節 電荷及其守恒定律
一、起電方法的實驗探究
1. 物體有了吸引輕小物體的性質,就說物體帶了電或有了電荷。
2. 兩種電荷
自然界中的電荷有2種,即正電荷和負電荷。如:絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電荷是正電荷;用干燥的毛皮摩擦過的硬橡膠棒所帶的電荷是負電荷。同種電荷相斥,異種電荷相吸。
相互吸引的一定是帶異種電荷的物體嗎?不一定,除了帶異種電荷的物體相互吸引之外,帶電體有吸引輕小物體的性質,這里的“輕小物體”可能不帶電。
3. 起電的方法
使物體起電的方法有三種:
摩擦起電、接觸起電衫則、感應起電
(1)摩擦起電:兩種不同的物體原子核束縛電子的能力并不相同.兩種物體相互摩擦時,束縛電子能力強的物體就會得到電子而帶負電,束縛電子能力弱的物體會失去電子而帶正電.(正負電荷的分開與轉移)
(2)接觸起電:帶電物體由于缺少(或多余)電子,當帶電體與不帶電的物體接觸時,就會使不帶電的物體上失去電子(或得到電子),從而使不帶電的物體由于缺少(或多余)電子而帶正電(負電).(電荷從物體的一部分轉移到另一部分)
(3)感應起電:當帶電體靠近導體時,導體內的自由電子會向靠近或遠離帶電體的方向移動.(電荷從一個物體轉移到另一個物體)
三種起電的方式不同,但實質都是發生電子的轉移,使多余電子的物體(部分)帶負電,使缺少電子的物體(部分)帶正電.在電子轉移的過程中,電荷的總量保持不變。
二、電荷守恒定律
1. 電荷量:電荷的多少。在國際單位制中,它的單位是庫侖,符號是C。
2. 元電荷:電子和質子所帶電荷的絕對值1.6×10-19C,所有帶電體的電荷量等于e或e的整數倍。
元電荷就是帶電荷量足夠早滑小的帶電體嗎?提示:不是,元電荷是一個抽象的概念,不是指的某一個帶電體,它是指電荷的電荷量.另外任何帶電體所帶電荷量是1.6×10-19C的整數倍。
3. 比荷:粒子的電荷量與粒子質量的比值。
4. 電荷守恒定律
表述1:電荷守恒定律:電荷既不能憑空產生,也不能憑空消失,只能從一個物體轉移到另一個物體,或從物體的一部分轉移到另一部分,在轉移的過程中,電荷的總量保持不變。
表述2:在一個與外界沒有電荷交換的內,正、負電荷的代數和保持不變。
例:有兩個完全相同的帶電絕緣金屬小球A、B,分別帶電荷量為QA=6.4×10-9 C,QB=-3.2×10-9C,讓兩個絕緣小球接觸,在接觸過程中,電子如何轉移并轉移了多少?
【思路點撥】當兩個完全相同的金屬球接觸后,根據對稱性,兩個球一定帶等量的電荷量.若兩個球原先帶同種電荷,電荷量相加后均分;若兩個球原先帶異種電荷,則電荷先中和再均分.
高中物理選修知識點2
第2節 庫侖定律
一、電荷間的相互作用
1.點電荷:當電荷本身的大小比起它到其他帶電體的距離小得多,這樣可以忽略電荷在帶電體上的具體分布情況,把它抽象成一個幾何點。這樣的帶電體就叫做點電荷。點電荷是一種理想化的物理模型。VS質點
2. 帶電體看做點電荷的條件:
①兩帶電體間的距離遠大于它們大小;
②兩個電荷均勻分布的絕緣小球。
3. 影響電荷間相互作用的因素:
①距離;②電量;③帶電體的形狀和大小
二、庫侖定律:在真空中兩個靜止點電荷間的作用力跟它們的電荷的乘積成正比,跟它們距離的平方成反比,作用力的方向在它們的連線上。
注意:
1. 定律成立條件:或睜棚真空、點電荷
2. 靜電力常量——k=9.0×109N·m2/C2(庫侖扭秤)
3. 計算庫侖力時,電荷只代入絕對值
4. 方向在它們的連線上,同種電荷相斥,異種電荷相吸
5. 兩個電荷間的庫侖力是一對相互作用力
庫侖扭秤實驗、控制變量法
例題:兩個帶電量分別為+3Q和-Q的點電荷分別固定在相距為2L的A、B兩點,現在AB連線的中點O放一個帶電量為+q的點電荷。求q所受的庫侖力。
高中物理選修知識點3
第3節 電場強度
一、電場——電荷間的相互作用是通過電場發生的
電荷(帶電體)周圍存在著的一種物質。電場看不見又摸不著,但卻是客觀存在的一種特殊物質形態。
其基本性質就是對置于其中的電荷有力的作用,這種力就叫電場力。
電場的檢驗方法:把一個帶電體放入其中,看是否受到力的作用。
試探電荷:用來檢驗電場性質的電荷。其電量很小(不影響原電場);體積很小(可以當作質點)的電荷,也稱點電荷。
二、電場強度
1. 場源電荷
2. 電場強度
放入電場中某點的電荷受到的電場力與它所帶電荷量的比值,叫做這一點的電場強度,簡稱場強。
電場強度是矢量。規定:正電荷在電場中某一點受到的電場力方向就是那一點的電場強度的方向。即如果Q是正電荷,E的方向就是沿著PQ的連線并背離Q;如果Q是負電荷,E的方向就是沿著PQ的連線并指向Q。(“離+Q而去,向-Q而來”)
電場強度是描述電場本身的力的性質的物理量,反映電場中某一點的電場性質,其大小表示電場的強弱,由產生電場的場源電荷和點的位置決定,與檢驗電荷無關。數值上等于單位電荷在該點所受的電場力。
三、點電荷的場強公式
四、電場的疊加
在幾個點電荷共同形成的電場中,某點的場強等于各個電荷單獨存在時在該點產生的場強的矢量和,這叫做電場的疊加原理。
五、電場線
1. 電場線:為了形象地描述電場而在電場中畫出的一些曲線,曲線的疏密程度表示場強的大小,曲線上某點的切線方向表示場強的方向。
2. 電場線的特征
(1)電場線密的地方場強強,電場線疏的地方場強弱。
(2)靜電場的電場線起于正電荷止于負電荷,孤立的正電荷(或負電荷)的電場線止無窮遠處點。
(3)電場線不會相交,也不會相切。
(4)電場線是假想的,實際電場中并不存在。
(5)電場線不是閉合曲線,且與帶電粒子在電場中的運動軌跡之間沒有必然聯系。
3. 幾種典型電場的電場線
(1)正、負點電荷的電場中電場線的分布
特點:
①離點電荷越近,電場線越密,場強越大。
②e以點電荷為球心作個球面,電場線處處與球面垂直,在此球面上場強大小處處相等,方向不同。
(2)等量異種點電荷形成的電場中的電場線分布
高中物理選修知識點4
第4節 電勢能和電勢
一、電勢差:電勢差等于電場中兩點電勢的差值。電場中某點的電勢,就是該點相對于零勢點的電勢差。
(1)計算式
(2)單位:伏特(V)
(3)電勢差是標量。其正負表示大小。
二、電場力的功
電場力做功的特點:
電場力做功與重力做功一樣,只與始末位置有關,與路徑無關。
1. 電勢能:電荷處于電場中時所具有的,由其在電場中的位置決定的能量稱為電勢能.
注意:性、相對性
2. 電勢能的變化與電場力做功的關系
(1)電荷在電場中具有電勢能。
(2)電場力對電荷做正功,電荷的電勢能減小。
(3)電場力對電荷做負功,電荷的電勢能增大。
(4)電場力做多少功,電荷電勢能就變化多少。
(5)電勢能是相對的,與零電勢能面有關(通常把電荷在離場源電荷無限遠處的電勢能規定為零,或把電荷在大地表面上電勢能規定為零。)
(6)電勢能是電荷和電場所共有的,具有性。
(7)電勢能是標量。
3. 電勢能大小的確定
電荷在電場中某點的電勢能在數值上等于把電荷從這點移到電勢能為零處電場力所做的功。
三、電勢
電勢:置于電場中某點的試探電荷具有的電勢能與其電量的比叫做該點的電勢。是描述電場的能的性質的物理量。其大小與試探電荷的正負及電量q均無關,只與電場中該點在電場中的位置有關,故其可衡量電場的性質。
1. 電勢的相對性:某點電勢的大小是相對于零點電勢而言的。零電勢的選擇是任意的,一般選地面和無窮遠為零勢能面。
2. 電勢的固有性:電場中某點的電勢的大小是由電場本身的性質決定的,與放不放電荷及放什么電荷無關。
3. 電勢是標量,只有大小,沒有方向.(負電勢表示該處的電勢比零電勢處電勢低.)
4. 計算時EP,q, 都帶正負號。
5. 順著電場線的方向,電勢越來越低。
6. 與電勢能的情況相似,應先確定電場中某點的電勢為零.(通常取離場源電荷無限遠處或大地的電勢為零.)
三、等勢面
1. 等勢面:電場中電勢相等的各點構成的面。
2. 等勢面的特點
①等勢面一定跟電場線垂直,在同一等勢面的兩點間移動電荷,電場力不做功;
②電場線總是由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面,任意兩個等勢面都不會相交;
③等差等勢面越密的地方電場強度越大
高中物理選修知識點5
靜電現象的應用
一、靜電感應現象
1. 導體:容易導電的物體叫導體。
2. 導體中存在大量自由電荷。常見的導體有:金屬、石墨、人體、大地、酸堿鹽溶液等。
3.靜電感應現象:放入電場中的導體,其內部的自由電子在電場力的作用下向電場的反方向作定向移動,致使導體的兩端分別出現等量的正、負電荷。這種現象叫靜電感應現象。
4. 感應電荷:靜電感應現象中,導體不同部分出現的凈電荷。
二、靜電平衡狀態下導體的電場
1. 靜電場中導體內電場分布
2. 靜電平衡:電場中導體內(包括表面上)自由電荷不再發生定向移動的狀態叫做靜電平衡狀態。
3. 靜電平衡導體的特性:
(1)導體內部場強處處為零
(2) 導體是等勢體,表面為等勢面
(3)導體外部表面附近場強方向與該點的表面垂直
三、導體上電荷分布
1. 法拉弟圓桶實驗
2. 靜電平衡時,超導體上電荷分布規律:
導體內部無凈電荷,電荷只分布在導體的外表面
在超導體表面,越尖銳的位置,電荷的密度(單位面積上的電荷量)越大,凹陷位置幾乎沒有電荷。
3. 尖端放電
四、靜電屏蔽
1. 空腔導體或金屬網罩可以把外部電場遮住,使其不受外電場的影響。
2. 靜電屏蔽的兩種情況
導體內腔不受外界影響
接地導體空腔外部不受內部電荷影響
3. 靜電屏蔽的本質:靜電感應與靜電平衡
4. 靜電屏蔽的應用:
電學儀器和電子設備外面金屬罩、通訊電纜外層金屬套
電力工人高壓帶電作業,全身穿戴金屬絲網制成的衣、帽、手套、鞋
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1、熱輻射:一切物體都在輻射電磁波,喊桐簡這種輻射與物體的溫度有關,所以叫做熱輻射。
2、黑體:如果某種物體能夠完全吸收入射的各種波長的電磁鄭褲波而不發生反射,這種物質就是絕對黑體,簡稱黑體。
3、黑體輻射:黑體輻射的電磁波的強度按波長分布,只與黑體的溫度有關。
4、黑體輻射規律:一方面隨著溫度升高各種波長的輻射強度都有增加,另一方面,輻射強度的極大值向波長較短的方向移動。
5、光的散射:光在介質中與物質微粒相互作用,因而傳播方向發生改變的現象。
6、X光的產生:電熱絲被普通的電源加熱放出電子,電子被高壓電源的電場加速,打到陽極上,可激發金屬的原子核內層電子到激發態,激發態不穩定,電子會自動躍遷到基態,此時發出X光。
7、光的波粒二象性:光的波動性和粒子性是輪轎光在不同條件下的具體表現,具有統一性;光子數量少時,粒子性強,數量多時,波動性強;頻率高粒子性強,波長大波動性強。
8、康普頓效應:在研究電子對X射線的散射時發現有些散射波的波長比入射波的波長略大,康普頓認為這是因為光子不僅有能量,還有動量;說明了光具有粒子性。
大多數高中生對物理都有點畏懼,但是物理是理科生高考必考的科目,是必須要學好一門課程,那么選修3-5的物理課本有哪些重要的知識點呢?下面是我為大家整理的關于高中物理選修3-5知識點總結,希望對您有所幫助。歡迎大家閱讀參考學習!
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高中物理選修3-5知識
選修3-5物理知識點
高中物理重點知識
高中物理選修3-5知識
一、動量守恒定律
1、動量守恒定律的條件: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內物體間的相互作用力),即所受外力的矢量和為零。(碰撞、爆炸、反沖)
注意:內力的沖量對動量是否守恒沒有影響,但可改變內物體的動量。內力的沖量是內物體間動量傳遞的原因,而外力的沖量是改變總動量的原因。
2、動量守恒定律的表達式 m1v1+m2v2=m1v1/+m2v2/ (規定正方向) △p1=-△p2/
3、某一方向動量守恒的條件:所受外力矢量和不為零,但在某一方向上的力為零,則在這個方向上的動量守恒。必須注意區別總動量守恒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, ;
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,則碰后速度 ,vB= .
特例2:對于一維彈性碰撞,若兩個物體質量相等,則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,只有部分恢復階段,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,對這兩個物體組成的來說,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、量子理論明歲的建立: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激稿睜能量值ε的整數倍,這個不可再分的能量值ε叫做能量子ε=hν。h為普朗克常數(6.63×10-34J.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,輻射強度的極大值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)
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選修3-5物理知識點
一、光電效應 光子說 光電效應方程
1、光電效應(表明光子具有能量)
(1)光的電磁說使光的波動理論發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:①存在飽和電流,這表明入射光越強,單位時間內發射的光電子數越多;②存在遏止電壓:;③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;④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:①任何一種金屬敬廳,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;②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;③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10-9s;④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ν的光的能量子為hν。這些能量子被成為光子。
3、光電效應方程:EK = h - WO (掌握Ek/Uc-ν圖象的物理意義)同時,h 截止 =WO(Ek是光電子的最大初動能;W是逸出功,即從金屬表面直接飛出的光電子克服正電荷引力所做的功。)
二、康普頓效應(表明光子具有動量)
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/λ
三、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:干涉、衍射和偏振以無可辯駁的事實表明光是一種波;光電效應和康普頓效應又用無可辯駁的事實表明光是一種粒子,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電子干涉條紋對概率波的驗證)
2、光子的能量E=hν,光子的動量p=h/λ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ν和波長λ。由以上兩式和波速公式c=λν還可以得出:E= 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λ=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,用單縫衍射進行解釋? P43 圖)
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高中物理重點知識
力
力是物體間的相互作用
1.力的國際單位是牛頓,用N表示;
2.力的圖示:用一條帶箭頭的有向線段表示力的大小、方向、作用點;
3.力的示意圖:用一個帶箭頭的線段表示力的方向;
4.力按照性質可分為:重力、彈力、摩擦力、分子力、電場力、磁場力、核力等等;
重力:由于地球對物體的吸引而使物體受到的力;
a.重力不是萬有引力而是萬有引力的一個分力;
b.重力的方向總是豎直向下的(垂直于水平面向下)
c.測量重力的儀器是彈簧秤;
d.重心是物體各部分受到重力的等效作用點,只有具有規則幾何外形、質量分布均勻的物體其重心才是其幾何中心;
彈力:發生形變的物體為了恢復形變而對跟它接觸的物體產生的作用力;
a.產生彈力的條件:二物體接觸、且有形變;施力物體發生形變產生彈力;
b.彈力包括:支持力、壓力、推力、拉力等等;
c.支持力(壓力)的方向總是垂直于接觸面并指向被支持或被壓的物體;拉力的方向總是沿著繩子的收縮方向;
d.在彈性限度內彈力跟形變量成正比;F=Kx
摩擦力:兩個相互接觸的物體發生相對運動或相對運動趨勢時,受到阻礙物體相對運動的力,叫摩擦力;
a.產生磨擦力的條件:物體接觸、表面粗糙、有擠壓、有相對運動或相對運動趨勢;有彈力不一定有摩擦力,但有摩擦力二物間就一定有彈力;
b.摩擦力的方向和物體相對運動(或相對運動趨勢)方向相反;
c.滑動摩擦力的大小F滑=μFN壓力的大小不一定等于物體的重力;
d.靜摩擦力的大小等于使物體發生相對運動趨勢的外力;
合力、分力:如果物體受到幾個力的作用效果和一個力的作用效果相同,則這個力叫那幾個力的合力,那幾個力叫這個力的分力;
a.合力與分力的作用效果相同;
b.合力與分力之間遵守平行四邊形定則:用兩條表示力的線段為臨邊作平行四邊形,則這兩邊所夾的對角線就表示二力的合力;
c.合力大于或等于二分力之差,小于或等于二分力之和;
d.分解力時,通常把力按其作用效果進行分解;或把力沿物體運動(或運動趨勢)方向、及其垂直方向進行分解;(力的正交分解法);
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選修3-5
第十六章、動量守恒定律
六、沖量與動量(物體的受力與動量的變化)
1.動量:p=mv {p:動量(kg/s),m:質量(kg),v:速度(m/s),方向與速度方向相同}
3.沖量:I=Ft {I:沖量(N?s),F:恒力(N),t:力的作用時間(s),方向由F決定}
4.動量定理:I=Δp或Ft=mvt–mvo {Δp:動量變化Δp=mvt–mvo,是矢量式}
5.動量守恒定律:p前總=p后總或p=p’′也可以是m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′
6.彈性碰撞:Δp=0;ΔEk=0 {即的動量和動能均守恒}
7.非彈性碰撞Δp=0;0<ΔEK<ΔEKm {ΔEK:損失的動能,EKm:損失的最大動能}
8.完全非彈性碰撞Δp=0;ΔEK=ΔEKm {碰后連在一起成一整體搭頌}
9.物體m1以v1初速度與靜止的物體m2發生彈性正碰:
v1′=(m1-m2)v1/(m1+m2) v2′=2m1v1/(m1+m2)
10.由9得的推論-----等質量彈性正碰時二者交換速度(動能守恒、動量守恒)
11.子彈m水平速度vo射入靜止置于水平光滑地面的長木塊M,并嵌入其中一起運動時的機械能損失
E損=mvo2/2-(M+m)vt2/2=fs相對 {vt:共同速度,f:阻力,s相對子彈相對長木塊的位移}
注:
(1)正碰又叫對心碰撞,速度方向在它們“中心”的連線上;
(2)以上表達式除動能外均為矢量運算,在一維情況下可取正方向化為代數運算;
(3)動量守恒的條件:合外力為零或不受外力,則動量守恒(碰撞問題、爆炸問題、反沖問題等);
(4)碰撞過程(時間極短,發生碰撞的物體構成的)視為動量守恒,原子核衰變時動量守恒;
(5)爆炸過程視為動量守恒,這時化學能轉化為動能,動能增加;(6)其它相關內容:反沖運動、火箭、航天技術的發展和宇宙航行〔見第一冊P128〕。
第十七章、波粒二象性
一、光的核子性
1、光電效應
(1)光電效應在光(包括不可見光)的照射下,從物體發射出電子的現象稱為光電效應。
(2)光電效應的實驗規律:
裝置:
①任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發生光電效應,低于極限頻率的光不能發生光電效應。
②光電此答子的最大初動能與入射光的強度無關,光隨入射光頻率的增大而增大。
③大于知扒鄭極限頻率的光照射金屬時,光電流強度(反映單位時間發射出的光電子數的多少),與入射光強度成正比。
④ 金屬受到光照,光電子的發射一般不超過10-9秒。
2、波動說在光電效應上遇到的困難
波動說認為:光的能量即光的強度是由光波的振幅決定的與光的頻率無關。
所以波動說對解釋上述實驗規律中的①②④條都遇到困難
3、光子說
(1)量子論:1900年德國物理學家普郎克提出:電磁波的發射和吸收是不連續的,而是一份一份的,每一份電磁波的能量E=hv
(2)光子論:1905年受因斯坦提出:空間傳播的光也是不連續的,而是一份一份的,每一份稱為一個光子,光子具有的能量與光的頻率成正比。
即:E=hv
其中h為普郎克恒量
h=6.63×10-34JS
4、光子論對光電效應的解釋
金屬中的自由電子,獲得光子后其動能增大,當功能大于脫出功時,電子即可脫離金屬表面,入射光的頻率越大,光子能量越大,電子獲得的能量才能越大,飛出時最大初功能也越大。
二、波粒二象性
1、光的干涉和衍射現象,說明光具有波動性,光電效應,說明光具有粒子性,所以光具有波粒二象性。
2、個別粒子顯示出粒子性,大量光子顯示出波動性,頻率越低波動性越顯著,頻率越高粒子性越顯著
3、光的波動性和粒子性與經典波和經典粒子的概念不同
(1)光波是幾率波,明條紋是光子到達幾率較大,暗條紋是光子達幾率較小
這與經典波的振動疊加原理有所不同
(2)光的粒了性是指光的能量不連續性,能量是一份一份的光子,沒有一定的形狀,也不占有一定空間,這與經典粒子概念有所不同
第十八章 原子結構
一、原子結構:
1、電子的發現和湯姆生的原子模型:
(1)電子的發現:
1897年英國物理學家湯姆生,對陰極射線進行了一系列的研究,從而發現了電子。
電子的發現表明:原子存在精細結構,從而打破了原子不可再分的觀念。
(2)湯姆生的原子模型:
1903年湯姆生設想原子是一個帶電小球,它的正電荷均勻分布在整個球體內,而帶負電的電子鑲嵌在正電荷中。
2、 粒子散射實驗和原子核結構模型
(1) 粒子散射實驗:1909年,盧瑟福及助手蓋革手嗎斯頓完成
①裝置:
② 現象:
a. 絕大多數 粒子穿過金箔后,仍沿原來方向運動,不發生偏轉。
b. 有少數 粒子發生較大角度的偏轉
c. 有極少數 粒子的偏轉角超過了90度,有的幾乎達到180度,即被反向彈回。
(2)原子的核式結構模型:
由于 粒子的質量是電子質量的七千多倍,所以電子不會使 粒子運動方向發生明顯的改變,只有原子中的正電荷才有可能對 粒子的運動產生明顯的影響。
如果正電荷在原子中的分布,像湯姆生模型那模均勻分布,穿過金箔的 粒了所受正電荷的作用力在各方向平衡, 粒了運動將不發生明顯改變。
散射實驗現象證明,原子中正電荷不是均勻分布在原子中的。
1911年,盧瑟福通過對 粒子散射實驗的分析計算提出原子核式結構模型:在原子中心存在一個很小的核,稱為原子核,原子核集中了原子所有正電荷和幾乎全部的質量,帶負電荷的電子在核外空間繞核旋轉。
原子核半徑小于10-14m,原子軌道半徑約10-10m。
3、玻爾的原子模型
(1)原子核式結構模型與經典電磁理論的矛盾(兩方面)
a.電子繞核作圓周運動是加速運動,按照經典理論,加速運動的電荷,要不斷地向周圍發射電磁波,電子的能量就要不斷減少,最后電子要落到原子核上,這與原子通常是穩定的事實相矛盾。
b.電子繞核旋轉時輻射電磁波的頻率應等于電子繞核旋轉的頻率,隨著旋轉軌道的連續變小,電子輻射的電磁波的頻率也應是連續變化,因此按照這種推理原子光譜應是連續光譜,這種原子光譜是線狀光譜事實相矛盾。
(2)玻爾理論
上述兩個矛盾說明,經典電磁理論已不適用原子,玻爾從光譜學成就得到啟發,利用普朗克的能量量了化的概念,提了三個假設:
①定態假設: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,電子雖然做加速運動,但并不向外在輻射能量,這些狀態叫定態。
②躍遷假設:原子從一個定態(設能量為E2)躍遷到另一定態(設能量為E1)時,它輻射成吸收一定頻率的光子,光子的能量由這兩個定態的能量差決定,即 hv=E2-E1
③軌道量子化假設,原子的不同能量狀態,跟電子不同的運行軌道相對應。
原子的能量不連續因而電子可能軌道的分布也是不連續的。
即軌道半徑跟電子動量mv的乘積等于h/2 的整數倍,即:軌道半徑跟電了動量mv的乘積等于h/ 的整數倍,即
n為正整數,稱量數數
(3)玻爾的氫子模型:
①氫原子的能級公式和軌道半徑公式:玻爾在三條假設基礎上,利用經典電磁理論和牛頓力學,計算出氫原子核外電子的各條可能軌道的半徑,以及電子在各條軌道上運行時原子的能量,(包括電子的動能和原子的熱能。
)
氫原子中電子在第幾條可能軌道上運動時,氫原子的能量En,和電子軌道半徑rn分別為:
其中E1、r1為離核最近的第一條軌道(即n=1)的氫原子能量和軌道半徑。
即:E1=-13.6ev, r1=0.53×10-10m(以電子距原子核無窮遠時電勢能為零計算)
②氫原子的能級圖:氫原子的各個定態的能量值,叫氫原子的能級。
按能量的大小用圖開像的表示出來即能級圖。
其中n=1的定態稱為基態。
n=2以上的定態,稱為激發態。
第十九章、原子核
1、天然放射現象
(1)天然放射現象的發現:1896年法國物理學,貝克勒耳發現鈾或鈾礦石能放射出某種人眼看不見的射線。
這種射線可穿透黑紙而使照相底片感光。
放射性:物質能發射出上述射線的性質稱放射性
放射性元素:具有放射性的元素稱放射性元素
天然放射現象:某種元素白發地放射射線的現象,叫天然放射現象
天然放射現象:表明原子核存在精細結構,是可以再分的
(2)放射線的成份和性質:用電場和磁場來研究放射性元素射出的射線,在電場中軌跡,如圖(1):
性 質
成 份組 成電離作用貫穿能力
射 線
氦核組成的粒子流很 強很 弱
射 線
高速電子流較 強較 強
射 線
高頻光子很 弱很 強
2、原子核的衰變:
(1)衰變:原子核由于放出某種粒子而轉變成新核的變化稱為衰變在原子核的衰變過程中,電荷數和質量數守恒
類 型衰變方程規 律
衰 變
新核
衰 變
新核
射線是伴隨 衰變放射出來的高頻光子流
在 衰變中新核質子數多一個,而質量數不變是由于反映中有一個中子變為一個質子和一個電子,即:
(2)半衰期:放射性元素的原子核的半數發生衰變所需要的時間,稱該元素的半衰期。
一放射性元素,測得質量為m,半衰期為T,經時間t后,剩余未衰變的放射性元素的質量為m
3、原子核的人工轉變:原子核的人工轉變是指用人工的方法(例如用高速粒子轟擊原子核)使原子核發生轉變。
(1)質子的發現:1919年,盧瑟福用 粒子轟擊氦原子核發現了質子。
(2)中子的發現:1932年,查德威克用 粒子轟擊鈹核,發現中子。
4、原子核的組成和放射性同位素
(1)原子核的組成:原子核是由質子和中子組成,質子和中子統稱為核子
在原子核中:
質子數等于電荷數
核子數等于質量數
中子數等于質量數減電荷數
(2)放射性同位素:具有相同的質子和不同中子數的原子互稱同位素,放射性同位素:具有放射性的同位素叫放射性同位素。
正電子的發現:用 粒子轟擊鋁時,發生核反應。
發生+ 衰變,放出正電子
三、核能:
1、核能:核子結合成的子核或將原子核分解為核子時,都要放出或吸收能量,稱為核能。
例如:
2、質能方程:愛因斯坦提出物體的質量和能量的關系:
——質能方程
3、核能的計算:在核反應中,及應后的總質量,少于反應前的總質量即出現質量虧損,這樣的反就是放能反應,若反應后的總質量大于反應前的總質量,這樣的反應是吸能反應。
吸收或放出的能量,與質量變化的關系為:
例:計算
為了計算方便以后在計算核能時我們用以下兩種方法
方法一:若已知條件中 以千克作單位給出,用以下公式計算
公式中單位:
方法二:若已知條件中 以 作單位給出,用以下公式計算
公式中單位: ;
4、釋放核能的途徑——裂變和聚變
(1)裂變反應:
①裂變:重核在一定條件下轉變成兩個中等質量的核的反應,叫做原子核的裂變反應。
例如:
②鏈式反應:在裂變反應用產生的中子,再被其他鈾核浮獲使反應繼續下去。
鏈式反應的條件:
③ 裂變時平均每個核子放能約1Mev能量
1kg 全部裂變放出的能量相當于2500噸優質煤完全燃燒放出能量
(2)聚變反應:
①聚變反應:輕的原子核聚合成較重的原子核的反應,稱為聚變反應。
例如:
②平均每個核子放出3Mev的能量
③聚變反應的條件;幾百萬攝氏度的高溫
90 動量 動量守恒定律 Ⅰ
91 驗證動量守恒定律(實驗 探究) Ⅰ
92 彈性碰撞和非彈性碰撞 Ⅰ 只限一維碰撞的問題
93 普朗克能量子假說 黑體和黑體肆耐輻射 Ⅰ
94 光電效應 Ⅰ
95 波粒二象性 物質波 Ⅰ 徳布羅意波長關系式的定量計算不作要求
96 原子核式結構模型 Ⅰ
97 氫原子光譜 Ⅰ
98 原子能級 Ⅰ
99 原子核的組成 Ⅰ
100 原子核的衰變 半衰期 Ⅰ 用半衰期公式拿稿定量計算不作要求
101 放射性的應用于防護 放射性同位素 Ⅰ
102 核力與結合能 質量虧損 Ⅰ
103 核反應方程消雹孝 Ⅰ
104 重核裂變 核聚變 Ⅰ
這是江蘇高考2011的考試說明中對3-5的知識點要求,希望對你有幫助。