高考物理重要知识点必背手册(4)光学与物理学史

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高考物理光学知识点

高考物理光学知识点

高考物理光学知识点光学是物理学的一个重要分支,研究光的传播、反射、折射、衍射、干涉等现象以及光的颜色等特性。

在高考中,光学是物理科目的一项重要内容,掌握光学知识点对于取得高分至关重要。

本文将详细介绍高考物理光学的主要知识点,包括光的本质、光的传播、光的反射与折射、光的成像、光的干涉和衍射等。

一、光的本质1. 光的波粒二象性:根据光的性质,光既可以表现为波动也可以表现为微观粒子,这种二象性称为光的波粒二象性。

2. 光速:光在真空中的传播速度是恒定的,称为光速,在真空中的光速为3.00×10^8m/s。

二、光的传播1. 狭缝衍射:当光通过一个具有宽度接近光的波长的狭缝时,光将经历衍射现象,形成明暗相间的衍射条纹。

2. 双缝干涉:当光通过两个狭缝时,如果两个狭缝的宽度、间距等条件满足一定的条件,光将发生干涉现象,形成明暗相间的条纹。

3. 波前:波动在空间中传播时,所有点都是该波动的振动状态一致的点的 ** ,称为波前。

4. 光的直线传播:在均匀介质中,光沿着直线传播,这是由于光的波长远远小于大多数物体的尺寸。

三、光的反射与折射1. 反射定律:入射角等于反射角,即入射光线和反射光线在反射面上的法线上的角度相等。

2. 折射定律:折射光线和入射光线在折射面上的法线上的角度满足折射定律:n₁sinθ₁=n₂sinθ₂,其中n₁和n₂分别为入射介质和折射介质的折射率,θ₁和θ₂分别为入射角和折射角。

3. 全反射:当光从光密介质射向光疏介质时,入射角超过临界角时,发生全反射现象。

4. Snell定律:也称为折射定律,描述了光从一种介质进入另一种介质发生折射时的规律。

四、光的成像1. 构成成像的条件:光通过透明介质时,需要满足一定条件才能形成清晰的像,包括光线传播要沿着一定的路径,光线要交叉或平行,还有光线要汇聚在一点上等。

2. 凸透镜成像:凸透镜是一种中间厚度较薄的透镜,通过它可以形成实像和虚像。

3. 凹透镜成像:凹透镜是一种中间厚度较薄的透镜,通过它可以形成直立、缩小、虚像。

高三物理与光学知识点总结

高三物理与光学知识点总结

高三物理与光学知识点总结物理学是一门研究物质和能量之间相互关系的科学。

而光学作为物理学的重要分支,主要研究光和光的行为特性。

在高三物理学习的过程中,我们积累了大量的物理与光学知识,下面对这些知识进行总结。

一、光的传播和折射1. 光的传播方式:光可以通过真空、空气、水和透明介质传播。

2. 光的折射现象:当光从一种介质进入另一种介质中时,会出现折射现象,并遵循斯涅尔定律。

二、光的反射和成像1. 光的反射定律:入射角等于反射角,即角度i等于角度r。

2. 镜面反射和漫反射:在光照射到物体表面时,光可以发生镜面反射或漫反射。

3. 平面镜成像:平面镜可以形成虚像,虚像与实物相似,位于镜面后方。

4. 球面镜成像:凸透镜可以形成真实倒立的实像,位于透镜的对侧;凹透镜则形成虚像,位于透镜的同侧。

三、光的波动性质1. 光的波长和频率:光既是一种电磁波,也是一种电磁粒子。

波长越短,频率越高。

2. 光的干涉现象:当两束光波相遇时,会发生干涉现象,分为构成干涉和破坏干涉。

3. 光的衍射现象:当光通过一个光阑或者通过物体的缝隙时,会发生衍射现象。

4. 光的偏振现象:光的偏振是波动方向固定的光。

四、光的颜色和色散1. 光的颜色:白光可以分解为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色。

2. 光的色散:当白光通过一个三棱镜时,会发生色散现象,不同颜色光波的折射角不同。

五、光的能量和光电效应1. 光的能量:光是由许多粒子组成,每个光子携带一定的能量。

2. 光电效应:当光照射到某些金属表面时,可以使金属发生电子的解离现象。

六、光学仪器与光的利用1. 显微镜:利用透镜或者物镜对微小物体进行观察。

2. 望远镜:透镜或者反射镜用于观察远处物体。

3. 光纤通信:利用光的全反射和波导性质进行信息传输。

以上是高三物理与光学知识点的简要总结。

通过对这些知识点的掌握,我们可以更好地理解光的行为、应用光学知识解决实际问题,并继续深入学习和探索光学领域的更多知识。

物理高三光学知识点归纳总结

物理高三光学知识点归纳总结

物理高三光学知识点归纳总结在高三物理学习中,光学是一个重要的知识点。

掌握光学知识不仅对于备考高考有重要意义,而且在日常生活中也能帮我们解决一些实际问题。

下面,我将对高三光学知识进行归纳总结,希望能够帮助同学们更好地掌握光学知识。

1. 光的传播光是一种电磁波,它具有波动性和粒子性。

在真空中,光的传播速度为光速,即 3.00×10^8 m/s。

光经过不同介质时会发生折射,折射规律由斯涅尔定律给出。

2. 光的反射光在与界面相交时,会发生反射。

根据反射定律,入射光线与法线的夹角等于反射光线与法线的夹角。

镜面反射和 diff 没有产生有用信号的反射。

3. 光的折射光在经过两种介质的交界面时,会发生折射。

根据斯涅尔定律,入射光线的折射角、折射光线的折射角和两种介质的折射率之间有一定的关系。

4. 光的色散光在经过某些介质后,会根据不同的波长而产生不同程度的折射,从而导致不同颜色的光的偏离。

这种现象被称为色散。

色散现象在光谱仪和彩虹的形成中起到重要作用。

5. 光的波动性质光在传播过程中会遵循波动理论,包括干涉、衍射和相干等。

其中,干涉是指两束或多束光在相遇时产生互相增强或互相抵消的现象;衍射是指光通过一个有限孔径的障碍物时发生的弯曲现象;相干是指两束或多束光具有相同或相近的频率和相位。

6. 光的粒子性质光的粒子性质可以用光子理论解释。

根据光的粒子性,我们可以理解光电效应和康普顿散射等现象。

7. 光的镜片成像通过透镜和凸透镜的组合,可以实现对物体的放大和缩小。

透镜成像遵循的规律由薄透镜公式来描述。

8. 光学仪器光学仪器包括显微镜、望远镜、投影仪等。

通过对光学仪器的理解,我们可以更好地理解这些仪器的原理和应用。

除了以上归纳的重要知识点,光学还涉及到其它诸多内容,例如波粒二象性、光的偏振、光的干涉等。

掌握光学知识,需要我们理论联系实际,运用所学知识解决问题。

希望同学们在高三备考中能够坚持学习和实践,将光学知识熟练掌握,取得优异成绩!通过对光学知识的归纳总结,希望能够帮助同学们更好地理解和掌握光学知识。

高三光学知识点总结

高三光学知识点总结

高三光学知识点总结光学是物理学的一个重要分支,研究光的传播、反射、折射、干涉、衍射等现象。

在高中物理课程中,光学是一个重要的模块。

下面将对高三光学知识点进行总结。

1. 光的传播特性光是一种电磁波,具有直线传播的特性,光的传播速度在真空中为299792458米/秒,符号为c。

光的传播中,光线的传播路径符合光的反射定律和折射定律。

2. 光的反射光的反射定律指出,入射光线、反射光线和法线所在的平面是同一个平面,且入射角等于反射角。

反射现象广泛应用于镜面成像和光学仪器中。

3. 光的折射光的折射定律描述了光在介质间传播时的弯曲现象,折射定律指出,入射光线、折射光线和法线所在的平面是同一个平面,且入射角的正弦与折射角的正弦之比等于两个介质的折射率之比。

4. 透镜透镜是光学仪器中常用的元件,广泛应用于眼镜、放大镜、望远镜等。

根据透镜的形状可以分为凸透镜和凹透镜。

凸透镜能够使光线会聚,形成实像;凹透镜能够使光线发散,形成虚像。

5. 光的干涉光的干涉是指两束或多束光波相互叠加而产生的干涉图样。

干涉现象广泛应用于干涉仪、光栅、薄膜等。

6. 光的衍射光的衍射是指光通过一个障碍物或通过一条狭缝后发生的弯曲现象。

衍射现象广泛应用于光栅、衍射光栅等。

7. 光的色散光的色散是指光的不同波长在介质中的传播速度不同而导致的色彩分离现象。

常见的色散现象包括折射色散和衍射色散。

8. 光的偏振光的偏振是指光的振动方向只在一个特定平面内的现象。

光的偏振应用于偏振片和光学仪器中。

9. 光的波粒二象性光既可以像波一样具有干涉和衍射现象,也可以像粒子一样具有光电效应等现象,这体现了光的波粒二象性。

10. 光学应用光学在现代科学技术中的应用非常广泛,如光通信、光存储、光谱分析、激光技术等。

光学在生物医学、材料科学、信息科学等领域发挥着重要作用。

以上是对高三光学知识点的简要总结,其中涵盖了光的传播特性、反射、折射、透镜、干涉、衍射、色散、偏振、波粒二象性以及光学应用等方面的内容。

物理高考光学知识点归纳总结

物理高考光学知识点归纳总结

物理高考光学知识点归纳总结光学是物理学中关于光的传播、反射、折射、干涉、衍射等现象和规律的研究。

在高考中,光学是一个重要的知识点,涉及光的性质、光的传播规律以及光学仪器等内容。

本文将对物理高考中的光学知识点进行归纳总结,以便广大考生更好地复习和应对考试。

一、光的性质1. 光的波粒性:光既具有波动性质,也具有粒子性质。

在某些实验中,光表现出波动特点,如干涉、衍射现象;而在其他实验中,光则表现出粒子特点,如光电效应和康普顿散射。

2. 光的传播速度:光在真空中的传播速度是恒定的,约为3.00 ×10^8 m/s。

在介质中传播时,光的传播速度会减小,根据折射定律可以计算出光在介质中的传播速度。

二、光的反射与折射1. 光的反射:光在与介质交界的表面上发生反射现象,其反射角等于入射角。

根据反射定律,可以计算出光的入射角、反射角和法线之间的关系。

2. 光的折射:光从一种介质射入另一种介质时,会发生折射现象。

根据斯涅尔定律,可以计算出光的折射角和入射角之间的关系。

三、光的干涉与衍射1. 光的干涉:当两个或多个光波相遇时,会出现干涉现象。

干涉分为构造干涉和破坏性干涉两种类型。

构造干涉可以形成亮条纹或彩色条纹,破坏性干涉则会形成暗条纹或黑白条纹。

2. 光的衍射:当光通过一个孔径或者绕过障碍物时,会发生衍射现象。

衍射使光波朝不同方向传播,使得光具有弯曲、弯折的特性。

四、光学仪器1. 凸透镜:凸透镜是一种凸面向上的透镜,通过凸透镜可以进行放大、缩小以及成像等操作。

凸透镜分为凸透镜和凹透镜两种类型,其中凸透镜可以形成实像和虚像,凹透镜只能形成虚像。

2. 显微镜:显微镜是一种利用光学放大物体细节的仪器。

显微镜通常由目镜、物镜、镜筒和底座等部分组成,通过透镜组合和光的折射来实现对物体的放大观察。

3. 望远镜:望远镜是一种利用光学放大远处物体的仪器。

望远镜分为折射式望远镜和反射式望远镜两种类型,通过透镜或反射镜来实现对远处物体的放大观察和成像。

高中物理学习中的光学知识点详解

高中物理学习中的光学知识点详解

高中物理学习中的光学知识点详解在高中物理学习中,光学是一个重要的知识领域,它研究的是光的传播、反射、折射、干涉、衍射等现象。

本文将详细介绍高中物理学习中的光学知识点。

光的传播:光是一种电磁波,它在真空中的传播速度是固定的,约为3.00×10^8米/秒。

光的传播遵循直线传播原理,即光线在均匀介质中传播时,沿着直线路径前进。

光的反射:当光线从一种介质射向另一种介质时,根据光的传播规律,光线在界面上发生反射。

光的反射分为镜面反射和diffguide 反射。

镜面反射发生在光线与界面垂直入射时,反射角等于入射角;diffguide 反射发生在光线与界面不垂直入射时,反射角和折射角之间存在一定的关系。

光的折射:当光线从一种介质射向另一种介质时,由于介质密度的变化,光线会发生折射。

根据斯涅耳定律,光线在折射时满足入射角和折射角的正弦比等于两种介质的折射率比。

当光由光疏(折射率较小)到光密(折射率较大)的介质中传播时,折射角大于入射角;反之,当光由光密到光疏的介质中传播时,折射角小于入射角。

光的干涉:光的干涉是指两束或多束光线相遇时,由于光的波动性而产生的干涉现象。

干涉分为构造性干涉和破坏性干涉。

构造性干涉发生在两束相干光相遇时,波峰与波峰、波谷与波谷相重叠,增强了光的强度;破坏性干涉发生在两束相干光相遇时,波峰与波谷相重叠,减弱或抵消了光的强度。

光的衍射:光的衍射是指光线通过一个孔径或绕过一个障碍物时,光线的传播方向发生偏折,并出现干涉现象。

衍射现象广泛存在于光的传播过程中,且衍射的程度与光的波长和衍射孔径的大小有关。

孔径较大、光波长较短时,衍射现象较不明显;孔径较小、光波长较长时,衍射现象较明显。

总结:光学是高中物理学习中的重要知识领域,涵盖了光的传播、反射、折射、干涉、衍射等多个知识点。

通过学习这些光学知识,我们可以更好地理解光的行为和性质,进一步认识到光学在生活和科学研究中的应用价值。

希望通过本文的介绍,读者能对高中物理学习中的光学知识点有更全面和深入的了解。

高考光学物理知识点

高考光学物理知识点

高考光学物理知识点光学是物理学的一个重要分支,是研究光的产生、传播、相互作用和现象的学科。

在高考物理考试中,光学是一个重要的知识点,掌握相关的概念和原理对于解答题目至关重要。

本文将介绍高考光学物理的几个重要知识点。

一、光的反射和折射光的反射是指光线从一种介质射入另一种介质时,发生反射现象。

根据反射定律,入射角等于反射角,即光线入射方向和反射方向在垂直于界面的平面上关于法线对称。

光线从一种介质射入另一种介质时,还会发生折射现象。

根据斯涅尔定律,入射角、折射角以及两种介质的折射率之间有着一定的关系。

二、透镜的成像透镜是光学中常用的光学元件,常见的透镜有凸透镜和凹透镜。

透镜可以使光线发生折射,从而实现对光线的聚焦或发散。

根据透镜的形状和位置,可以产生实像和虚像。

对于凸透镜来说,当物体距离透镜远于焦距时,形成实像;当物体距离透镜近于焦距时,形成虚像。

对于凹透镜来说,不论物体距离透镜的位置如何,都形成虚像。

三、杨氏实验杨氏实验是用于研究光的干涉现象的实验。

当两束相干光通过一个狭缝后,光的波前会发生干涉,形成互相干涉的明暗条纹。

杨氏实验可以用来测量光的波长和验证光的波动性质。

在杨氏实验中,明条纹对应光的亮度最大的位置,暗条纹对应光的亮度最小的位置。

四、光的偏振当光的振动方向只在一个平面上时,称为偏振光。

光的偏振可以通过偏振片来实现。

常见的偏振光分为线偏振光和圆偏振光。

线偏振光是指光的电场振动方向只在一个平面上,而圆偏振光是指光的电场振动转动呈圆形轨道。

偏振光在实际应用中有广泛的用途,比如在液晶显示器中的应用。

总结:光学物理是高考物理考试的重要内容之一。

在学习光学物理时,我们需要掌握光的反射和折射、透镜的成像、杨氏实验以及光的偏振等知识点。

通过掌握这些知识点,我们可以更好地理解光的性质和现象,并能够应用于解决实际问题。

在考试中,对于光学物理的题目,我们需要运用所学的知识,灵活应用,准确解答。

希望通过本文的介绍,能够帮助大家更好地掌握高考光学物理知识点。

物理光学基础知识点清单 2024高考总结及题型讲解

物理光学基础知识点清单 2024高考总结及题型讲解

物理光学基础知识点清单 2024高考总结及题型讲解光学是物理学的一个重要分支,它研究光的传播、成像以及光与物质相互作用的规律。

在2024年的高考物理考试中,光学是一个非常重要的考点。

本文将为大家总结物理光学的基础知识点,并对可能出现的题型进行讲解。

1. 光的传播特性光是一种电磁波,具有波粒二象性。

在传播过程中,光线按直线传播,遵循反射、折射、散射等规律。

2. 光的折射规律当光从一种介质射向另一种介质时,会发生折射现象。

折射规律由斯涅尔定律给出,即入射角的正弦与折射角的正弦之比为两种介质的折射率之比。

3. 光的反射规律当光从一种介质射向同种介质的边界表面时,会发生反射现象。

反射规律由伦琴定律给出,即入射角等于反射角。

4. 光的色散现象光的色散是指光在经过某些介质或光的传播过程中发生频率分离的现象。

常见的色散现象有正常色散和反常色散。

5. 光的干涉和衍射光的干涉是指两束或多束光相遇时,相互加强或相互抵消的现象。

光的衍射是指光通过孔径或者绕过障碍物后发生的偏离和扩散现象。

6. 光的偏振现象光的偏振是指光波中的振动方向在特定平面内进行的现象。

常见的偏振现象有偏振光的产生和偏振光的特性。

以上是物理光学的基础知识点,接下来我们将对可能出现的高考题型进行讲解。

1. 单选题单选题是一种常见的题型,考查基础知识的理解和运用。

例如,以下题目:【例题】光从光密介质射向光疏介质时,下列说法正确的是:A. 光的速度增加B. 光的频率降低C. 光的振动方向改变D. 光的波长变短正确答案为C,光的折射会导致光的振动方向改变。

2. 判断题判断题是一个考查基本原理理解和判断能力的题型。

例如,以下题目:【例题】光的反射规律是由斯涅尔定律给出的。

正确答案为错,光的反射规律由伦琴定律给出。

3. 计算题计算题是一个考查计算能力和物理公式运用的题型。

例如,以下题目:【例题】一束入射在玻璃-空气界面上的光线,入射角为45°,折射率为1.5。

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重要知识点手册:光学与物理学史美国迈克耳逊用旋转棱镜法较准确的测出了光速,反射定律(物像关于镜面对称);由偏折程度直接判断各色光的n折射定律介空介λλγ====sinC90sinsinsinnovCi光学中的一个现象一串结论色散现象n v λ(波动性)衍射C临干涉间距γ(粒子性)E光子光电效应红黄紫小大大小大(明显)小(不明显)容易难小大大小小(不明显)大 (明显)小大难易结论:(1)折射率n、;(2)全反射的临界角C;(3)同一介质中的传播速率v;(4)在平行玻璃块的侧移△x(5)光的频率γ,频率大,粒子性明显.;(6)光子的能量E=hγ则光子的能量越大。

越容易产生光电效应现象(7)在真空中光的波长λ,波长大波动性显著;(8)在相同的情况下,双缝干涉条纹间距x越来越窄(9)在相同的情况下,衍射现象越来越不明显全反射的条件:光密到光疏;入射角等于或大于临界角全反射现象:让一束光沿半圆形玻璃砖的半径射到直边上,可以看到一部分光线从玻璃直边上折射到空气中,一部分光线反射回玻璃砖内.逐渐增大光的入射角,将会看到折射光线远离法线,且越来越弱.反射光越来越强,当入射角增大到某一角度C临时,折射角达到900,即是折射光线完全消失,只剩下反射回玻璃中的光线.这种现象叫全反射现象.折射角变为900时的入射角叫临界角应用:光纤通信(玻璃sio2) 内窥镜海市蜃楼沙膜蜃景炎热夏天柏油路面上的蜃景水中或玻璃中的气泡看起来很亮.理解:同种材料对不同色光折射率不同;同一色光在不同介质中折射率不同。

几个结论:1紧靠点光源向对面墙平抛的物体,在对面墙上的影子的运动是匀速运动。

2、两相互正交的平面镜构成反射器,任何方向射入某一镜面的光线经两次反射后一定与原入射方向平行反向。

3、光线由真空射入折射率为n的介质时,如果入射角θ满足tgθ=n,则反射光线和折射光线一定垂直。

4、由水面上看水下光源时,视深ndd/'=;若由水面下看水上物体时,视高ndd='。

5、光线以入射角i斜射入一块两面平行的折射率为n、厚度为h的玻璃砖后,出射光线仍与入射光线平行,但存在侧移量△)sin cos 1(dsin x 22i n ii -+= 两反射光间距i i 22'sin -n dsin2x =∆双缝干涉: 条件f 相同,相位差恒定(即是两光的振动步调完全一致)当其反相时又如何?亮条纹位置: ΔS =n λ; 暗条纹位置: λ21)(2n S +=∆(n =0,1,2,3,、、、);条纹间距 :1)-L(n da L x d 1-n a d L X =∆=⇒==∆λλ (ΔS :路程差(光程差);d 两条狭缝间的距离;L :挡板与屏间的距离) 测出n 条亮条纹间的距离a 薄膜干涉:由膜的前后两表面反射的两列光叠加,实例:肥皂膜、空气膜、油膜、牛顿环、光器件增透膜(厚度是绿光在薄膜中波长的1/4,即增透膜厚度d =λ/4)衍射:现象,条件 单缝 圆孔 柏松亮斑(来历) 任何物体都能使光发生衍射致使轮廓模糊三种圆环区别:单孔衍射(泊松亮斑) 中间明而亮,周围对称排列亮度减弱,条纹宽变窄的条纹空气膜干涉环 间隔间距等亮度的干涉条纹牛顿环 内疏外密的干涉条纹干涉、衍射、多普勒效应(太阳光谱红移⇒宇宙在膨胀)、偏振都是波的特有现象,证明光具有波动性;衍射表明了光的直线传播只有一种近似规律;说明任何物理规律都受一定的条件限制的.光的电磁说⑴麦克斯韦根据电磁波与光在真空中的传播速度相同,提出光在本质上是一种电磁波——这就是光的电磁说,赫兹用实验证明了光的电磁说的正确性。

⑵电磁波谱。

波长从大到小排列顺序为:无线电波、红外线、可见光、紫外线、X 射线、γ射线。

各种电磁波中,除可见光以外,相邻两个波段间都有重叠。

无线电波 红外线 可见光 紫外线 X 射线ν射线 组成频率波 波长:大小 波动性:明显不明显频率:小大 粒子性:不明显明显产生机理 在振荡电路中,自由电子作周期性运动产生原子的外层电子受到激发产生的原子的内层电子受到激发后产生的 原子核受到激发后产生的 ⑶红外线、紫外线、X 射线的主要性质及其应用举例。

种 类 产 生 主要性质应用举例 红外线 一切物体都能发出 热效应遥感、遥控、加热 紫外线 一切高温物体能发出 化学效应荧光、杀菌、合成V D2 X 射线 阴极射线射到固体表面穿透能力强 人体透视、金属探伤 ⑷实验证明:物体辐射出的电磁波中辐射最强的波长λm 和物体温度T 之间满足关系λm T = b (b 为常数)。

可见高温物体辐射出的电磁波频率较高。

在宇宙学中,可根据接收恒星发出的光的频率,分析其表面温度。

n E /eV ∞ 02 -3.4 34 -0.85 E 1 E 2 E 3光五种学说:原始微粒说(牛顿),波动学说(惠更斯),电磁学说(麦克斯韦),光子说(爱因斯坦),波粒两相性学说(德布罗意波)概率波各种电磁波产生的机理,特性和应用,光的偏振现象说明光波是横波,也证明光的波动性.激光的产生特点应用(单色性,方向性好,亮度高,相干性好)光电效应实验装置,现象,所得出的规律(四)爱因斯坦提出光子学说的背景爱因斯坦光电效应方程:mV m 2/2=hf -W 0一个光子的能量E =hf (决定了能否发生光电效应)光电效应规律:实验装置、现象、总结出四个规律①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,才能产生光电效应;低于这个极限频率的光不能产生光电效应。

②光电子的最大初动能与入射光的强度无关,只随入射光频率的增大而增大。

③入射光照到金属上时,光子的发射几乎是瞬时的,一般不超过10-9s④当入射光的频率大于极限频率时,光电流强度与入射光强度成正比。

康普顿效应(石墨中的电子对x 射线的散射现象)这两个实验都证明光具粒子性 光波粒二象性: ?情况体现波动性(大量光子,转播时,λ大),?粒子性 光波是概率波(物质波) 任何运动物体都有λ与之对应(这种波称为德布罗意波) 《原子、原子核》知识归类整个知识体系,可归结为:两模型(原子的核式结构模型、波尔原子模型);六子(电子、质子、中子、正电子、α粒子、γ光子);四变(衰变、人工转变、裂变、聚变);两方程(核反应方程、质能方程)。

4条守恒定律(电荷数守恒、质量数守恒、能量守恒、动量守恒)贯串全章。

1.汤姆生模型(枣糕模型) 汤姆生发现电子,使人们认识到原子有复杂结构。

从而打开原子的大门.2.卢瑟福的核式结构模型(行星式模型)卢瑟福α粒子散射实验装置,现象,从而总结出核式结构学说α粒子散射实验是用α粒子轰击金箔,实验现象:结果是绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进,但是有少数α粒子发生了较大的偏转.这说明原子的正电荷和质量一定集中在一个很小的核上。

卢瑟福由α粒子散射实验提出:在原子的中心有一个很小的核,叫原子核,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运动。

由α粒子散射实验的实验数据还可以估算出原子核大小的数量级是10-15m 。

而核式结构又与经典的电磁理论发生矛盾:①原子是否稳定,②其发出的光谱是否连续3.玻尔模型(引入量子理论,量子化就是不连续性,整数n 叫量子数)玻尔补充三条假设⑴定态--原子只能处于一系列不连续的能量状态(称为定态),电子虽然绕核运转,但不会向外辐射能量。

(本假设是针对原子稳定性提出的)⑵跃迁--原子从一种定态跃迁到另一种定态,要辐射(或吸收)一定频率的光子(其能量由两定态的能量差决定)(本假设针对线状谱提出) (终初E E h -=ν) 辐射(吸收)光子的能量为hf =E 初-E 末 氢原子跃迁的光谱线问题[一群氢原子可能辐射的光谱线条数为()212-==n n C N n ]。

[ (大量)处于n 激发态原子跃迁到基态时的所有辐射方式]⑶能量和轨道量子化----定态不连续,能量和轨道也不连续;(即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,原子的定态是不连续的,因此电子的可能轨道分布也是不连续的) (针对原子核式模型提出,是能级假设的补充) 氢原子的激发态和基态的能量(最小)与核外电子轨道半径间的关系是:【说明】氢原子跃迁① 轨道量子化r n =n 2r 1(n =1,2.3…) r 1=0.53×10-10m能量量子化:21n E E n = E 1=-13.6eV ②E n ,E p ,r ,n E k ,v 吸收光子时增大 减小 放出光子时 减小 增大③氢原子跃迁时应明确:一个氢原子 直接跃迁 向高能级跃迁,吸收光子 一般光子 某一频率光子 一群氢原子 各种可能跃迁 向低能级跃迁 放出光子 可见光子 一系列频率光子 ④氢原子吸收光子时——要么全部吸收光子能量,要么不吸收光子1光子能量大于电子跃迁到无穷远处(电离)需要的能量时,该光子可被吸收。

(即:光子和原于作用而使原子电离)2光子能量小于电子跃迁到无穷远处(电离)需要的能量时,则只有能量等于两个能级差的光子才能被吸收。

(受跃迁条件限:终初E E h -=ν只适用于光于和原于作用使原于在各定态之间跃迁的情况)。

⑤氢原子吸收外来电子能量时——可以部分吸收外来碰撞电子的能量(实物粒子作用而使原子激发)。

因此,能量大于某两个能级差的电子均可被氢原子吸收,从而使氢原子跃迁。

E 51=13.06 E 41=12.75 E 31=12.09 E 21=10.2; (有规律可依)E 52=2.86 E 42=2.55 E 32=1.89; E 53=0.97 E 43=0.66; E 54=0.31⑶玻尔理论的局限性。

由于引进了量子理论(轨道量子化和能量量子化),玻尔理论成功地解释了氢光谱的规律。

但由于它保留了过多的经典物理理论(牛顿第二定律、向心力、库仑力等),所以在解释其他原子的光谱上都遇到很大的困难。

氢原子在n 能级的动能、势能,总能量的关系是:E P =-2E K ,E=E K +E P =-E K 。

(类似于卫星模型) 由高能级到低能级时,动能增加,势能降低,且势能的降低量是动能增加量的2倍,故总能量(负值)降低。

量子数天然放射现象1.天然放射现象的发现,使人们认识到原子核也有复杂结构。

核变化从贝克勒耳发现天然放射现象开始衰变(用电磁场研究):2.各种放射线的性质比较种 类本 质 质量(u ) 电荷(e ) 速度(c ) 电离性 贯穿性 α射线氦核 4 +2 0.1 最强 最弱,纸能挡住 β射线电子 1/1840 -1 0.99 较强 较强,穿几mm 铝板 γ射线 光子 0 0 1 最弱 最强,穿几cm 铅版三种射线在匀强磁场、匀强电场、正交电场和磁场中的偏转情况比较:四种核反应类型(衰变,人工核转变,重核裂变,轻核骤变)⑴衰变: α衰变:e 422349023892H Th U +→(实质:核内Hen 2H 2421011→+)α衰变形成外切(同方向旋), β衰变:e Pa Th 012349123490-+→(实质:核内的中子转变成了质子和中子e H n 011110-+→)β↑↓↓↑↑↑T V E E E n k p衰变形成内切(相反方向旋),且大圆为α、β粒子径迹。

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