最新高中物理原子与原子核知识点总结选修3-5
选修3-5原子物理-知识点总结

选修3-5知识纲要【一】、原子核式结构模型1、1897年英国物理学家汤姆生,对阴极射线进行了一系列的研究,从而发现了电子。
2、α粒子散射实验和原子核结构模型 (1)α粒子散射实验:1909年,卢瑟福 ①装置: ② 现象: a. 绝大多数α粒子穿过金箔后,仍沿原来方向运动,不发生偏转。
b. 有少数α粒子发生较大角度的偏转 c. 有极少数α粒子的偏转角超过了90度,有的几乎达到180度,即被反向弹回。
3、几个考点① 卢瑟福的α粒子散射,说明了原子具有核式结构。
② 汤姆孙发现电子,说明了原子可再分或原子有复杂结构 4、玻尔理论 (1)经典电磁理论不适用原子系统,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:① 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 ②跃迁假设:电子跃迁辐射成吸收一定频率的光子,光子的能量由E m -E n =hv 严格决定 ③轨道量子化假设,原子的不同能量状态,跟电子不同的运行轨道相对应。
(2)玻尔的氢子模型: ①氢原子的能级公式和轨道半径公式: 氢原子中电子在第几条可能轨道上运动时,氢原子的能量E n ,和电子轨道半径r n 分别为:……、、3211221=⎪⎭⎪⎬⎫==n r n r n E E n n ② 氢原子的能级图:n=3、4、5、6跃迁到n=2为可见光,频率由大到小γ射线>X 光>紫外线>可见光(紫蓝青绿黄橙红)其中γ射线来源于原子核,X 光来源于核外内层电子跃迁,紫外线、可见光及红外线来源于最外层电子跃迁其中n =1的定态称为基态。
n =2第一激发态以上的定态,称为激发态。
③光子λνchh ==E ,n=3跃迁到n=1发出三种光子(2N C ),321λλλ>>则321chchchλλλ=+(3).谱线条数的确定方法:①一个氢原子跃迁发出可能的光谱线条数最多为(n-1) ②一群氢原子跃迁发出可能的光谱线条数的两种求解方法。
物理选修35知识点总结

物理选修35知识点总结物理选修35知识点总结一、原子结构1、原子是由位于中心的原子核和核外电子组成的。
原子核由质子和中子组成,电子绕核旋转。
2、原子核的半径是原子半径的几千分之一,因此原子核非常小,比原子小得多。
3、原子核的电荷数等于核外电子的电荷数,并且是电中性的。
二、放射性现象1、放射性是指原子核在发生衰变的过程中,放射出α、β、γ等射线,这些射线具有不同的能量和特征。
2、放射性现象的发现:卢瑟福发现α粒子具有很强的穿透力,能够穿过几毫米厚的铝箔。
3、放射性元素的半衰期是指放射性元素衰变掉一半所需的时间。
不同的放射性元素具有不同的半衰期,半衰期越短,衰变越快。
三、核反应1、核反应是指原子核在受到外部因素(如中子、γ射线等)的影响下,发生核转变或放出射线的现象。
2、核反应方程:描述核反应过程中原子核之间的变化和能量交换的方程。
核反应方程可以根据电荷数守恒和能量守恒定律来推导。
3、质量数守恒:在核反应中,反应前后质量数保持不变。
四、原子核的组成1、质子数等于该元素的原子序数,质子数和中子数之和等于该元素的原子质量数。
2、同位素是指具有相同质子数和不同中子数的原子,它们在化学性质上相同,但在物理性质上有所差异。
3、原子核的结合能是指将原子核分解成单个核子需要消耗的能量,这个能量是通过核反应而释放出来的。
五、核能的应用1、核能是指通过核反应释放出的能量,可以用于发电、制造核武器等。
2、核电站是通过核裂变反应将热能转化为电能的设施,其中最重要的设备是核反应堆。
3、核聚变是指将两个轻原子核结合成一个重原子核并释放出大量能量的过程,太阳的能量来源就是核聚变。
六、其他知识点1、光电效应是指光照射在某些物质上时,会使其发射出电子的现象,这是爱因斯坦提出的光子概念的重要应用之一。
2、德布罗意波长是指微观粒子也具有波的性质,粒子的运动速度越快,其波长越短。
这个概念是由路易·德布罗意在20世纪初提出的。
3、电子云是指电子在空间中的出现概率分布图,这种分布图是由电子在原子核外空间中的概率密度决定的。
人教版高中物理选修3-5知识点整理及重点题型梳理] 原子结构
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人教版高中物理选修3-5知识点梳理重点题型(常考知识点)巩固练习原子结构【学习目标】1.知道电子是怎样发现的;2.知道电子的发现对人类探索原子结构的重大意义; 3.了解汤姆孙发现电子的研究方法. 4.知道α粒子散射实验;5.明确原子核式结构模型的主要内容; 6.理解原子核式结构提出的主要思想.【要点梳理】要点诠释: 要点一、原子结构 1.阴极射线(1)气体的导电特点:通常情况下,气体是不导电的,但在强电场中,气体能够被电离而导电.平时我们在空气中看到的放电火花,就是气体电离导电的结果.在研究气体放电时一般都用玻璃管中的稀薄气体,导电时可以看到发光放电现象.(2)1858年德国物理学家普里克发现了阴极射线.①产生:在研究气体导电的玻璃管内有阴、阳两极.当两极间加一定电压时,阴极便发出一种射线,这种射线为阴极射线.②阴极射线的特点:碰到荧光物质能使其发光. 2.汤姆孙发现电子(1)从1890年起英国物理学家汤姆孙开始了对阴极射线的一系列实验研究. (2)汤姆孙利用电场和磁场能使带电的运动粒子发生偏转的原理检测了阴极射线的带电性质,并定量地测定了阴极射线粒子的比荷(带电粒子的电荷量与其质量之比,即e m). (3)1897年汤姆孙发现了电子(阴极射线是高速电子流).电子的电量()191.602177334910C e =⨯-,电子的质量319.109389710kg m =⨯-,电子的比荷111.758810C/kg em=⨯.电子的质量约为氢原子质量的1 1836.3.汤姆孙对阴极射线的研究(1)阴极射线电性的发现.为了研究阴极射线的带电性质,他设计了如图所示装置.从阴极发出的阴极射线,经过与阳极相连的小孔,射到管壁上,产生荧光斑点;用磁铁使射线偏转,进入集电圆筒;用静电计检测的结果表明,收集到的是负电荷.(2)测定阴极射线粒子的比荷.4.密立根实验美国物理学家密立根在1910年通过著名的“油滴实验”简练精确地测定了电子的电量密立根实验更重要的发现是:电荷是量子化的,即任何电荷只能是元电荷e的整数倍.5.电子发现的意义以前人们认为物质由分子组成,分子由原子组成,原子是不可再分的最小微粒.现在人们发现了各种物质里都有电子,而且电子的质量比最轻的氢原子质量小得多,这说明电子是原子的组成部分.电子是带负电,而原子是电中性的,可见原子内还有带正电的物质,这些带正电的物质和带负电的电子如何构成原子呢?电子的发现大大激发了人们研究原子内部结构的热情,拉开了人们研究原子结构的序幕.6.19世纪末物理学的三大发现对阴极射线的研究,引发了19世纪末物理学的三大发现:(1)1895年伦琴发现了X射线;(2)1896年贝克勒尔发现了天然放射性;(3)1897年汤姆孙发现了电子.要点二、原子的核式结构模型1.汤姆孙的原子模型“枣糕模型”.“葡萄干布丁模型”(如图所示).“葡萄干面包模型”.汤姆孙的原子模型是在发现电子的基础上建立起来的,汤姆孙认为,原子是一个球体,正电荷均匀分布在球内,电子像枣糕里的枣子一样,镶嵌在原子里面,所以汤姆孙的原子模型也叫枣糕式原子结构模型.【注意】汤姆孙的原子结构模型虽然能解释一些实验事实,但这一模型很快就被新的实验事实——仅粒子散射实验所否定.2.α粒子散射实验1909~1911年卢瑟福和他的助手做α粒子轰击金箔的实验,获得了重要的发现. (1)实验装置(如图所示)由放射源、金箔、荧光屏等组成.特别提示:①整个实验过程在真空中进行. ②金箔很薄,α粒子(42He 核)很容易穿过.(2)实验现象与结果.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粒子发生了较大角度的偏转,极少数α粒子偏转角超过90︒,有的几乎达到180︒,沿原路返回.仅粒子散射实验令卢瑟福万分惊奇.按照汤姆孙的原子结构模型:带正电的物质均匀分布,带负电的电子质量比α粒子的质量小得多.α粒子碰到电子就像子弹碰到一粒尘埃一样,其运动方向不会发生什么改变.但实验结果出现了像一枚炮弹碰到一层薄薄的卫生纸被反弹回来这一不可思议的现象.卢瑟福通过分析,否定了汤姆孙的原子结构模型,提出了核式结构模型.3.原子的核式结构卢瑟福依据α粒子散射实验的结果,提出了原子的核式结构:在原子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核里,带负电的电子在核外空间绕核旋转.4.原子核的电荷与尺度由不同原子对α粒子散射的实验数据可以确定各种元素原子核的电荷.又由于原子是电中性的,可以推算出原子内含有的电子数.结果发现各种元素的原子核的电荷数,即原子内的电子数非常接近于它们的原子序数,这说明元素周期表中的各种元素是按原子中的电子数来排列的.原子核的半径无法直接测量,一般通过其他粒子与核的相互作用来确定,α粒子散射是估算核半径最简单的方法.对于一般的原子核半径数量级为1510m -,整个原子半径的数量级是1010m -,两者相差十万倍之多,可见原子内部是十分“空旷”的. 5.解题依据和方法(1)解答与本节知识有关的试题,必须以两个实验现象和发现的实际为基础,应明确以下几点: ①汤姆孙发现了电子,说明原子是可分的,电子是原子的组成部分.②卢瑟福“α粒子散射实验”现象说明:原子中绝大部分是空的,原子的绝大部分质量和全部正电荷都集中在一个很小的核上.(2)根据原子的核式结构,结合前面所掌握的动能、电势能、库仑定律及能量守恒定律等知识,是综合分析解决d 粒子靠近原子核过程中,有关功、能的变化,加速度,速度的变化所必备的知识基础和应掌握的方法.6.对α粒子散射实验的理解如果按照汤姆孙的“枣糕”原子模型,α粒子如果从原子之间或原子的中心轴线穿过时,它受到周围的正负电荷作用的库仑力是平衡的,α粒子不产生偏转;如果α粒子偏离原子的中心轴线穿过,两侧电荷作用的库仑力相当大一部分被抵消,α粒子偏转很小;如果α粒子正对着电子射来,质量远小于α粒子的电子不可能使α粒子发生明显偏转,更不可能使它反弹.所以α粒子的散射实验结果否定了汤姆孙的原子模型.按卢瑟福的原子模型(核式结构),当α粒子穿过原子时,如果离核较远,受到原子核的斥力很小,仅粒子就像穿过“一片空地”一样,无遮无挡,运动方向改变极少,由于原子核很小,这种机会就很多,所以绝大多数α粒子不产生偏转;只有当α粒子十分接近原子核穿过时,才受到很大的库仑斥力,偏转角才很大,而这种机会很少;如果α粒子几乎正对着原子核射来,偏转角就几乎达到180︒,这种机会极少.如图所示.卢瑟福根据α粒子散射实验,不仪建立了原子的核式结构,还估算出了原子核的大小.220121(1)4sin 2m Ze r Mv θπε=⋅+(θ为散射角).原子核的商径数量级在1510m -.原子直径数量级大约是1010m -,所以原子核半径只相当于原子半径的十万分之一.原子的核式结构初步建立了原子结构的正确图景,但跟经典的电磁理论发生了矛盾.(见玻尔的原子模型)7.原子结构的探索历史(1)发现原子核式结构的过程.实验和发现 说明了什么 电子的发现说明原子有复杂结构α粒子散射实验说明汤姆孙(枣糕式)原子模型不符合实际,卢瑟福重新建立原子的核式结构模型(2)原子的核式结构与原子的枣糕式结构的根本区别.核式结构枣糕式结构原子内部是非常空旷的,正电荷集中在一个很小的核里 原子是充满了正电荷的球体 电子绕核高速旋转 电子均匀嵌在原子球体内【典型例题】 类型一、原子结构例1.关于阴极射线的本质,下列说法正确的是( ). A .阴极射线本质是氢原子 B .阴极射线本质是电磁波 C .阴极射线本质是电子 D .阴极射线本质是X 射线【思路点拨】阴极射线基本性质.【答案】C【解析】阴极射线是原子受激发射出的电子,关于阴极射线是电磁波、X 射线都是在研究阴极射线过程中的一些假设,是错误的.【总结升华】对阴极射线基本性质的了解是解题的依据.举一反三:【变式】如图所示,在阴极射线管正上方平行放一通有强电流的长直导线,则阴极射线将( ).A .向纸内偏转B .向纸外偏转C .向下偏转D .向上偏转【答案】D【解析】本题综合考查电流产生的磁场、左手定则和阴极射线的产生和性质.由题目条件不难判断阴极射线所在处磁场垂直纸面向外,电子从负极射出,由左手定则可判定阴极射线(电子)向上偏转.【总结升华】注意阴极射线(电子)从电源的负极射出,用左手定则判断其受力方向时四指的指向和射线的运动方向相反.例2.汤姆孙用来测定电子的比荷(电子的电荷量与质量之比)的实验装置如图所示.真空管内的阴极K 发出的电子(不计初速、重力和电子间的相互作用)经加速电压加速后,穿过A '中心的小孔沿中心轴1O O 的方向进入到两块水平正对放置的平行极板P 和P '间的区域.当极板间不加偏转电压时,电子束打在荧光屏的中心O 点处,形成了一个亮点;加上偏转电压U 后,亮点偏离到O '点(O '点与O 点的竖直间距为d ,水平间距可忽略不计).此时,在P 和P '间的区域,再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场.调节磁场的强弱,当磁感应强度的大小为B 时,亮点重新回到O 点.已知极板水平方向的长度为1L ,极板间距为b ,极板右端到荧光屏的距离为2L (如图所示). (1)求打在荧光屏O 点的电子速度的大小. (2)推导出电子的比荷的表达式.【答案】(1)UBb(2)2121(/2)Ud B bL L L +【解析】(1)当电子受到的电场力与洛伦兹力平衡时,电子做匀速直线运动,亮点重新回到中心O点,设电子的速度为v ,则evB eE =, 得E v B =, 即U v Bb =. (2)当极板间仅有偏转电场时,电子以速度v 进入后,竖直方向做匀加速运动,加速度为eUa mb =. 电子在水平方向做匀速运动,在电场内的运动时间11L t v=。
高中物理必修3-5原子核知识点

高中物理必修3-5原子核知识点原子核是高中物理必修3-5的内容,有哪些知识点需要我们了解?下面是店铺给大家带来的高中物理原子核知识点,希望对你有帮助。
高中物理原子核知识点一、原子核的组成1、1919年卢瑟福用α粒子轰击氮原子核发现质子即氢原子核。
2、卢瑟福预想到原子内存在质量跟质子相等的不带电的中性粒子,即中子。
查德威克经过研究,证明:用天α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。
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。
二、放射性元素的衰变1、天然放射现象(1)人类认识原子核有复杂结构和它的变化规律,是从天然放射现象开始的。
(2)1896年贝克勒耳发现放射性,在他的建议下,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(图见3-5第74页):①α射线带正电,偏转较小,α粒子就是氦原子核,贯穿本领很小,电离作用很强,使底片感光作用很强;②β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;③γ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),电离作用很小。
2、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(注意:质量并不守恒。
)。
γ射线是伴随α射线或β射线产生的,没有单独的γ衰变(γ衰变:原子核处于较高能级,辐射光子后跃迁到低能级。
)。
2、半衰期:放射性元素的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规律。
高中物理选修3-5原子结构知识点

第八章原子结构一、电子的发现:(一)电子的发现:1.电子是怎样发现的:汤姆生用测定粒子的荷质比的方法发现了电子。
汤姆生发现阴极射线在电场和磁场中的偏转现象,根据偏转方向,确认阴极射线是带负电的粒子流。
当他测定阴线射线粒子的荷质比时发现,不同物质做成的阴极发出的射极(粒子)都有相同的荷质比,这表明它们都能发射相同的带电粒子,因此这种带电粒子是构成物质的共同成份,这就是电子。
2.电子的发现对人类认识原子结构的重要性。
①电子的发现使人们认识到原子不是组成物质的最小微粒,原子本身也具有结构。
②由于原子含有带负电的电子,从物质的电中性出发,推想到原子中还有带正电的部分,这就提出了进一步探索原子结构、探索原子模型的问题。
(二)汤姆生的原子模型(枣糕模型)葡萄干面包模型二、原子的核式结构的发现(一)原子核式结构的发现:1.什么叫散射实验?用各种粒子——x射线、电子和α粒子轰击很薄的物质层,通过观察这些粒子穿过物质层后的偏转情况,获得原子结构的信息,这种实验叫做散射实验。
2.为什么用α粒子的散射(实验)现象可以研究原子的结构?原子的结构非常紧密,用一般的方法无法探测它内部的结构,要认识原子的结构,需要用高速粒子对它进行轰击。
①由于α粒子具有足够的能量可以接近原子的中心,②α粒子可以使荧光物质发光,如果α粒子与其他粒子发生相互作用,改变了运动的方向,荧光屏便能够显示出它的方向变化。
3.α粒子散射装置①放射源(Pa“坡”)玛丽·居里的祖国波兰。
②金箔:1μm,能透光,有3000多层原子厚。
③荧光屏荧光屏和显微镜能够围绕金箔在一个④显微镜圆周上转动,从而可以观察到穿过金箔后⑤转动圆盘偏转角度不同的α粒子4.实验过程:实验室建在地下,通道大拐角(防光进入)马斯登和盖革(卢瑟福的学生、助手)进入实验室后要静座半小时散瞳孔后进行观察(纯人工计数),这种观察是十分艰苦细致的工作,所用的时间也是相当长的。
(1909年~~1911年两年的时间)。
选修3-5原子结构整章知识点

选修3—5第十八章原子结构第一节电子的发现第二节原子的核式结构模型第三节氢原子光谱第四节玻尔的原子模型二. 知识内容(一)1. 阴极射线:阴极射线的本质是带负电的粒子流,后来,组成阴极射线的粒子被称为电子。
2. 电子的发现:1897年英国的物理学家汤姆孙发现了电子,并求出了这种粒子的比荷。
(二)1. 汤姆孙的原子模型:原子是一个球体,正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内,电子镶嵌其中,有人形象地把汤姆孙模型称为“西瓜模型”或“枣糕模型”。
2. a粒子散射实验:(1)a粒子:a粒子是从放射性物质中发射出来的快速运动的粒子,带有两个单位的正电荷,质量为氢原子质量的4倍。
(2)实验现象:绝大多数a粒子穿过金箔后,基本上仍沿原来的方向前进,但有少数a粒子(约占八千分之一)发生了大角度偏转,偏转的角度甚至大于900,也就是说它们几乎被“撞了回来”。
(3)卢瑟福核式结构模型:原子中带正电的部分体积很小,但几乎占有全部质量,电子在正电体的外面运动。
按照卢瑟福的理论,正电体被称为原子核,卢瑟福的原子模型因而被称为核式结构模型。
3. 原子核的电荷与尺度:(1)电荷:原子核是由质子和中子组成的,原子核的电荷数就是核中的质子数。
(2)尺度:对于一般的原子核,核半径的数量级为10-16m,而整个原子半径的数量级是10-10m,两者相差十万倍之多,可见原子内部是十分“空旷”的。
(三)1. 光谱:(1)定义:把光按波长的大小分开,获得光的波长(频率)成分和强度分布的记录。
即光谱。
(2)分类:光谱分为线状谱和连续谱。
(3)特征:线状谱是一条条分立的亮线;连续谱是一条连续的光带。
2. 原子光谱:(1)定义:各种原子的发射光谱都是线状谱,不同原子的亮线位置不同,把这些亮线称为原子的特征谱线。
(2)光谱分析:每种原子都有自己的特征谱线,我们可以用它来鉴别物质和确定物质的组成成分,这种方法称为光谱分析。
3. 氢原子光谱:巴耳末公式:,式中R是里德伯常量,其值为R=1.10×l07m-1,n只能取整数,不能连续取值,波长也只会是分立的值。
高中物理选修3-5知识点整理

高中物理选修3-5知识点梳理一、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:①物体的质量跟其速度的乘积,叫做物体的动量。
②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s m kg .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:①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。
②对于某些特定的问题, 例如碰撞、爆炸等,系统在一个非常短的时间内,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。
③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。
④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。
⑤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。
⑥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、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: ①动量是矢量, 动能是标量。
②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。
高中物理选修3-5知识点总结

高二(3233)班选修3-5总结一,动量定理的理解与应用1.容易混淆的几个物理量的区别(1)动量与冲量的区别:即等效代换为变力的冲量I。
(2)应用Δp=F·t求恒力作用下的曲线运动中物体动量的变化。
曲线运动中物体速度方向时刻在改变,求动量变化Δp=p′-p需要应用矢量运算方法,比较复杂。
如果作用力是恒力,可以求恒力的冲量,等效代换动量的变化。
(3)用动量定理解释现象。
用动量定理解释的现象一般可分为两类:一类是物体的动量变化一定,分析力与作用时间的关系;另一类是作用力一定,分析力作用时间与动量变化间的关系。
分析问题时,要把哪个量一定、哪个量变化搞清楚。
(4)处理连续流体问题(变质量问题)。
通常选取流体为研究对象,对流体应用动量定理列式求解。
3.应用动量定理解题的步骤(1)选取研究对象。
(2)确定所研究的物理过程及其始、末状态。
(3)分析研究对象在所研究的物理过程中的受力情况。
(4)规定正方向,根据动量定理列方程式。
(5)解方程,统一单位,求解结果。
4.动量守恒定律与机械能守恒定律的比较①一般材料的物体,辐射的电磁波除与温度有关外,还与材料的种类及表面状况有关. ②黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关. a .随着温度的升高,各种波长的辐射强度都增加.b .随着温度的升高,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动.4.★★★普朗克能量子:带电微粒辐射或者吸收能量时,只能辐射或吸收某个最小能量值的整数倍.即能量的辐射或者吸收只能是一份一份的.这个不可再分的最小能量值ε叫做能量子.能量子的大小:ε=hν,其中ν是电磁波的频率,h 称为普朗克常量.爱因斯坦光子说:空间传播的光本身就是一份一份的,每一份能量子叫做一个光子.光子的能量为ε=hν。
二、光电效应规律(1)每种金属都有一个极限频率.(2)光电流的强度与入射光的强度成正比.(3)光照射到金属表面时,光电子的发射几乎是瞬时的.(4)光子的最大初动能与入射光的强度无关,随入射光的频率增大而增大. 理解:(1)光照强度(单色光)光子数光电子数饱和光电流 (2)光子频率ν光子能量ε=hν爱因斯坦光电效应方程(密立根验证)E k =hν-W 0遏制电压U c e=E k三、光的波粒二象性与物质波光电效应是指物体在光的照射下发射出电子的现象,发射出的电子称为光电子。
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高中物理原子与原子核知识点总结(选修3-5)原子、原子核这一章虽然不是重点,但是高考选择题也会涉及到,其实只要记住模型和方程式,就不会在做题上出错,下面的一些总结希望对同学们有所帮助.一波粒二象性1光电效应的研究思路(1)两条线索:h为普朗克常数 h=6.63×3410 J·Sν为光子频率2.三个关系(1)爱因斯坦光电效应方程E k=hν-W0。
(2)光电子的最大初动能E k可以利用光电管实验的方法测得,即E k=eU c,其中U c是遏止电压。
(3)光电效应方程中的W0为逸出功,它与极限频率νc的关系是W0=hνc。
3波粒二象性波动性和粒子性的对立与统一(1)大量光子易显示出波动性,而少量光子易显示出粒子性。
(2)波长长(频率低)的光波动性强,而波长短(频率高)的光粒子性强。
(3)光子说并未否定波动说,E=hν=hcλ中,ν(频率)和λ就是波的概念。
光速C=λν(4)波和粒子在宏观世界是不能统一的,而在微观世界却是统一的。
3.物质波(1)定义:任何运动着的物体都有一种波与之对应,这种波叫做物质波,也叫德布罗意波。
(2)物质波的波长:λ=h p =hmv ,h 是普朗克常量。
二 原子结构与原子核 (1)卢瑟福的核式结构模型卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构学说,玻尔把量子说引入到核式结构模型之中,建立了以下三个假说为主要内容的玻尔理论.认识原子核的结构是从发现天然放射现象开始的,发现质子的核反应是认识原子核结构的突破点.裂变和聚变是获取核能的两个重要途径.裂变和聚变过程中释放的能量符合爱因斯坦质能方程。
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、 粒子、 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.(1)电子的发现:1897年,英国物理学家汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子。
电子的发现证明了原子是可再分的。
(2)汤姆孙原子模型:原子里面带正电荷的物质均匀分布在整个原子球体中,而带负电的电子镶嵌在球内。
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) ( ) 辐射(吸收)光子的能量为hf=E初-E末或(hν=E m-E n)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 ]。
[ (大量)处于n激发态原子跃迁到基态时的所有辐射方式]能级图中相关量意义的说明:相关量意义能级图中的横线表示氢原子可能的能量状态——定态横线左端的数字“1,2,3…”表示量子数横线右端的数字“-13.6,-3.4…”表示氢原子的能量相邻横线间的距离表示相邻的能量差,量子数越大相邻的能量差越小,距离越小带箭头的竖线表示原子由较高能级向较低能级跃迁,原子跃迁的条件为hν=E m-E n(1)自发跃迁:高能级→低能级,释放能量,发出光子。
光子的频率ν=ΔEh=E高-E低h。
(2)受激跃迁:低能级→高能级,吸收能量。
①光照(吸收光子):光子的能量必须恰等于能级差hν=ΔE。
②碰撞、加热等:只要入射粒子能量大于或等于能级差即可,E外≥ΔE。
③大于电离能的光子被吸收,将原子电离。
3.谱线条数的确定方法(1)一个氢原子跃迁发出可能的光谱线条数最多为(n-1)。
(2)一群氢原子跃迁发出可能的光谱线条数的两种求解方法。
①用数学中的组合知识求解:N=C2n=n(n-1)2。
②利用能级图求解:在氢原子能级图中将氢原子跃迁的各种可能情况一一画出,然后相加。
1,2,3,…n为量子数1处能量最低,能量最低的状态叫做基态,其他处(如2,3,…n)状态叫做激发态。
量子数:原子处在定态的能量用E n表示,此时电子以nr的轨道半径绕核运动,n称为量子数。
(注)E1=-13.6eV这个负号是我们人为规定的.设无限远处电子的电势能为零,在有限远的位置电子的电势能都是负值.在最近轨道运转的电子的势能就是负13.6eV⑶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)(4)跃迁要求从一个电子能级到另一个能级,电子仍然可以受原子核束缚.电离指电子从某一能级到第无穷个能级(该能级能量为0)(虽然能级数是无穷大,但是所需要能量是有限的),这时电子可以认为不受原子核束缚,完全脱离原子.电离可以看做是特殊的跃迁电离是电子完全脱离了原子核束缚,跃迁是电子从低能级迁移到高能级例:1995年科学家“制成”了反氢原子,它是由一个反质子和一个围绕它运动的正电子组成,反质子和质子有相同的质量,带有等量异种电荷。
反氢原子和氢原子有相同的能级分布,氢原子能级如图所示,则下列说法中正确的是()A.反氢原子光谱与氢原子光谱不相同B.基态反氢原子的电离能为13.6 eVC.基态反氢原子能吸收11 eV的光子而发生跃迁D.大量处于n=4能级的反氢原子向低能级跃迁时,从n=2能级跃迁到基态辐射的光子的波长最短解析:选B反氢原子和氢原子有相同的能级分布,故反氢原子光谱与氢原子光谱相同,A错;基态反氢原子的电离能为13.6 eV,只有大于等于13.6 eV的能量的光子才可以使反氢原子电离,B对;基态反氢原子发生跃迁时,只能吸收能量等于两个能级的能量差的光子,C错;在反氢原子谱线中,从n=4能级跃迁到基态辐射的光子的能量最大,频率最大,波长最短,D错。
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=n2r1(n=1,2.3…)r1=0.53×10-10m能量量子化:E1=-13.6eV②E 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: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。
E51=13.06 E41=12.75 E31=12.09 E21=10.2; (有规律可依) E52=2.86 E42=2.55 E32=1.89; E53=0.97 E43=0.66;E54=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:EP=-2EK,E=EK+EP=-EK。
(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。
三原子的衰变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):2.三种射线的比较方法一:确定衰变次数的方法是依据两个守恒规律,设放射性元素A ZX 经过n 次α衰变和m 次β衰变后,变成稳定的新元素A ′Z ′Y ,则表示该核反应的方程为A Z X →A ′Z ′Y +n 42He +m 0-1e 。
根据质量数守恒和电荷数守恒可列方程 A =A ′+4n Z =Z ′+2n -m 由以上两式联立解得n =A -A ′4,m =A -A ′2+Z ′-Z 由此可见确定衰变次数可归结为求解一个二元一次方程组。
方法二:因为β衰变对质量数无影响,可先由质量数的改变确定α衰变的次数,然后根据衰变规律确定β衰变的次数。
5.对半衰期的理解放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间叫半衰期。
是对大量原子核的统计规律。
(1)半衰期公式:N 余=N 原⎝ ⎛⎭⎪⎫12t τ,m 余=m 原⎝ ⎛⎭⎪⎫12tτ。
(2)半衰期的物理意义:半衰期是表示放射性元素衰变快慢的物理量,同一放射性元素的衰变速率一定,不同的放射性元素半衰期不同,有的差别很大。
(3)半衰期的适用条件:半衰期是一个统计规律,是对大量的原子核衰变规律的总结,对于一个特定的原子核,无法确定何时发生衰变。
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(He核)衰变: (实质:核内 )α衰变形成外切(同方向旋),β(电子)衰变: (实质:核内的中子转变成了质子和中子)β衰变形成内切(相反方向旋),且大圆为α、β粒子径迹。
+β衰变:(核内)Γ(光子)衰变:原子核处于较高能级,辐射光子后跃迁到低能级。
⑵人工转变:(发现质子的核反应)(卢瑟福)用α粒子轰击氮核,并预言中子的存在(发现中子的核反应)(查德威克)钋产生的α射线轰击铍(人工制造放射性同位素)正电子的发现(约里奥居里和伊丽芙居里夫妇)α粒子轰击铝箔⑶重核的裂变:在一定条件下(超过临界体积),裂变反应会连续不断地进行下去,这就是链式反应。
⑷轻核的聚变:(需要几百万度高温,所以又叫热核反应)所有核反应的反应前后都遵守:质量数守恒、电荷数守恒。