高中物理选修3-5知识点梳理
1、普朗克量子假说
1.创立标志:1900年普朗克在德国的《物理年刊》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:①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。②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①1905年,爱因斯坦将量子概念推广到光的传播中,提出了光量子论。②1913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,丰富了量子论。③到1925年左右,量子力学最终建立。
4.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。 2、光电效应
1、光电效应⑴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。⑵光电效应的实验规律:装置:如右图。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发生光电效应,低于极限频率的光不能发生光电效应。②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。③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。④ 金属受到光照,光电子的发射一般不超过10-9
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秒。
2、光子说⑴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??h?.⑵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:??h?. (其中?是电磁波的频率,h为普朗克恒量:h=6.63×10-34J?s3、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。4.光电效应方程:Ek?h??W0
(Ek 是光电子的最大初动能,当Ek =0 时,?c为极限频率,?c=3、光的波粒二象性
W0h.)
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:??,??h?h P从光子的概念上看,光波是一种概率波.
4、原子核式结构模型
1、电子的发现和汤姆生的原子模型:
⑴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:原子存在精细结构,从而打破了原子不可再分的观念。 ⑵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
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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⑴粒子散射实验:1909年,卢瑟福及助手盖革和马斯顿完成的. 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。3,1911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。 5、氢原子光谱
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:?R(?111?) n=3,4,5,… 22n26、原子的能级 ⑵玻尔理论
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,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。
②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=Em-En
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
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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。 7、原子核的组成 1、天然放射现象
⑴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。 射 线 种 类 性 质 射 线 组 成 电 离 作 贯 穿 能 用 氦核组成的粒子流 高速电子流 高频光子 很 强 较 强 很 弱 力 很 弱 较 强 很 强 ?射线 ?射线 ?射线 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
8、原子核的衰变
⑴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 类 衰 变 方 程 第 - 4 - 页 共 7 页
衰 变 规 律
型 ? 衰 变 MZX?M?4Z?2Y?He 42新 核 新 核 电荷数减少2 质量数减少4? 衰 变 MZ0X?ZMY??1?1e 电荷数增加 质量数不变 在?衰变中新核质子数多一个,而质量数不变是由于反映中有一个中子
0e. 变为一个质子和一个电子,即:01n?11H??1?辐射伴随着?衰变和?衰变产生,这时放射性物质发出的射线中就会
同时具有?、?和?三种射线。
放射性元素衰变的快慢是由核内部自身因素决定的,跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系。 9、放射性的应用与防护
1934年,约里奥—居里夫妇发现经过α粒子轰击的铝片中含有放射性磷
3015P,
2730Al?15P?01n 即:24He?1310、核反应方程
4171⑴卢瑟福用α粒子轰击氦核打出质子:147N?2He?8O?1H
⑵贝克勒耳和居里夫人发现天然放射现象:
2344α衰变:23892U?90Th?2He 2340β衰变:23490Th?91Pa??1e
1C?⑶查德威克用α粒子轰击铍核打出中子:49Be?24He?1260n
⑷居里夫人发现正电子:30152713430Al?2He?15P?01nP?Si?e301401
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