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知识点整理及重点题型梳理]  原子结构

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 e

m

=?.

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(4

2He 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15

10

m -,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.

22

01

21(1)4s i n 2

m Ze r Mv θπε=?+(θ为散射角).

原子核的商径数量级在15

10

m -.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

【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)

U

Bb

(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

eU

a m

b =

. 电子在水平方向做匀速运动,在电场内的运动时间

1

1L t v

=

。 这样,电子在电场中,竖直向上偏转的距离为

221

112122eL U d at mv b

==.

离开电场时竖直向上的分速度为

1

1eLU v at mvb

⊥==

. 电子离开电场后做匀速直线运动,经2t 时间到达荧光屏

2

2L t v

=

. 2t 时间内向上运动的距离为

12

222eUL L d v t mv b

⊥==

这样,电子向上的总偏转距离为

112122

2L eU d d d L L mv b ?

?=+=

+ ???

, 可解得

2121(/2)

e Ud

m B bL L L =+. 【总结升华】 要分析清楚带电粒子在电场和磁场中的运动情况. 举一反三

【变式】(2015 安徽二模)如图所示,一种射线管由平行金属板A 、B 和平行于金属板的细管C 组成,放射源O 在A 极板的左端,可以向各个方向发射不同速度、质量为m 、电荷量为e 的电子,若极板长为L ,间距为d ,当A 、B 板加上电压U 时,只有某一速度的电子能从细管C 水平射出,细管C 离两板等距,则从放射源O 发射出的电子这一速度为( )

A B C .

D 【答案】C

【思路点拨】当A 、B 加上电压U 时,只有某一速度的电子能从细管C 中水平射出,逆过来看,该粒子做类平抛运动,通过类平抛运动的规律求出粒子的末速度,即为放射源O 发射出的电子的速度。

【解析】将从细管C 水平射出的电子你过来看,是类平抛运动,则有:水平方向上:0L v t =,竖

直方向上:

2122d at =,且eU

a md =,联立解得:0v =,而y v ==,因此

v =

类型二、原子的核式结构模型 例3、(2015 上海模拟)卢瑟福利用α粒子轰击金箔的实验研究原子结构,正确反映实验结果的示意图是( )

【答案】D

【解析】实验结果是:离金原子核远的α粒子偏转角小,离金原子核近的α粒子偏转角大,正对金原子核的粒子被返回,在此实验基础上提出了卢瑟福的核式结构模型。故选: D

【总结升华】理解粒子散射实验,绝大多数粒子穿过金箔时其运动方向基本不变,只有少数α粒子发生较大角度的偏转,这说明原子的全部正电荷和几乎所有的质量都集中在一个很小的核上,这个核就叫原子核.

举一反三:

【变式】在α粒子的散射实验中,并没有考虑α粒子跟电子碰撞所产生的效果,这是由于( ). A .仅粒子跟电子相碰时,损失的动量很小,可忽略 B .电子体积实在太小,α粒子完全碰不到它 C .α粒子跟各电子碰撞的效果互相抵消

D .由于电子是均匀分布的,理粒子受电子作用力的合力为零

【答案】A

【解析】少数α粒子发生大角度偏转的原因仅是因为它和带正电的原子核之间强大的库仑斥力作用,而电子与α粒子碰撞,微不足道.

【总结升华】头脑中要有α粒子碰到电子就像子弹碰到灰尘一样的模型.

例4.在α粒子散射实验中,当α粒子最接近金原子核时,符合下列哪种情况?( ) A .动能最小 B .电势能最小

C .α粒子和金原子核组成的系统的能量最小

D .加速度最小

【答案】A

【解析】在α粒子散射实验中,当α粒子接近金原子核时,金原子核对α粒子的作用力是斥力,对α粒子做负功,电势能增加,动能减小.由于α粒子离金原子核最近,所以它们之间的库仑力很大,加速度很大,另外受到金原子核外电子的作用相对较小,与金原子核对α粒子的库仑力相比,可以忽略,因此只有库仑力做功,所以机械能和电势能整体上是守恒的,故系统的能量可以认为不变.综上所述,正确选项应为A .

【总结升华】本题注意抓住主要奈件(主要考虑α粒子与金原子核的相互作用),忽略次要条件(α粒子与金原子核外电子的作用).

举一反三:

【变式】卢瑟福的原子核式结构模型认为,核外电子绕核运动.设想氢原子的核外电子绕核做匀

速圆周运动,氢原子中电子离核最近的轨道半径10

10.5310m r =?-,用经典物理学的知识,试计算在

此轨道上电子绕核运动的加速度.

【答案】22

2

9.0110m/s ?

【解析】因为电子在原子核外绕核高速运动,此即带负电的电子绕带正电的原子核做圆周运动,所需的向心力恰好由电子和原子核间的库仑力来提供. 设电子绕核运动的加速度为a ,

已知:电子质量

300.9110kg e m =?-,

电子电荷量

191.610C e H q q ==?-质子电荷量,

因为

F F =库向,

所以

21/e H k q q r me a ??=?,

所以

919192222

230102

1910 1.610 1.610m/s 9.0110m/s 0.9110(0.5310)

e H kq q a mer ----??????===????. 【总结升华】模型的建立是解题问题的关键.

例5. 1911年前后,物理学家卢瑟福用α粒子轰击金箔,获得惊人的发现.试由此实验根据下列所给公式或数据估算金原子核的大小. 已知点电荷的电势kQ U R

=,922

9.010N m C k =??/. 金原子序数为79,

α粒子的质量27

6.6410kg m α-=?,

质子质量27

1.6710

kg p m =?-,

α粒子的速度7

1.6010m/s v α=?,

电子电荷量19

1.610

C e =?-.

【思路点拨】α粒子接近金原子核,克服库仑斥力做功,动能减小,电势能增加.当α粒子的动能完全转化为电势能时,离金原子核最近,距离为R ,R 可被认为是金原子核半径.

【答案】14

4.2810

m R =?-

【解析】α粒子接近金原子核,克服库仑斥力做功,动能减小,电势能增加.当α粒子的动能完

全转化为电势能时,离金原子核最近,距离为R ,R 可被认为是金原子核半径.由动能定理有

212

m v q U ααα=, 又因

kQ U R

=

, Q 为金原子核电荷量,则

2

2q kQ

R m v ααα

=

, 代入数据,其中

2q e α=,79Q e =,

可得

144.2810m R =?-.

【总结升华】α粒子与原子核的作用主要是库仑力,故由动能定理当速度为零时,即为α粒子距核最近处.

举一反三:

【变式】卢瑟福在α粒子散射实验中,测出当α粒子(4

2He )与金核(197

79Au )发生对心碰撞时,

α粒子接近金核的最小距离约为142.010m ?-,试估算金核的密度.(结果保留一位有效数字)

【解析】本题要建立一个模型,α粒子接近金核的最小距离认为是金核的半径.金核197

79Au 中有

197个核子,

每个核子的质量约为271.6710kg ?-,把金核看做一个球体,其半径约为14

2.010m r =?-,则金核的体积为: 143413344

3 3.14(2.010)m 3.310m 33

V r π--=

=???=?, 金核的质量为:

272501971971.6710kg 3.310kg m m ==??=?--,

金核的密度为:

1631.010kg / m m

V

ρ=

=?.

例6.如果α粒子以速度v 与电子发生弹性正碰(假定电子原来是静止的),求碰撞后α粒子的速度变化了多少?并由此说明:为什么原子中的电子不能使仅粒子发生明显的偏转?

【解析】设α粒子初速度为v ,质量为M ,与电子碰后速度为1v ,电子质量为m ,与α粒子碰后速度为2v ,

由动量守恒定律得

12 M v Mv mv =+. ①

由能量关系得

222

12

111222Mv Mv mv =+. ② 由①②得碰后α粒子速度

1M m v v M m

-=+. ③

α粒子速度变化量

112m

v v v v M m

?=-=-+. ④

把7300M m =代入④得

120.00037301

v v v -?==-.

可见α粒子的速度变化只有万分之三,说明原子中的电子不能使α粒子发生明显的偏转.

高中物理-《原子结构》单元测试题

高中物理-《原子结构》单元测试题 一、选择题 1.卢瑟福粒子散射实验的结果是 A.证明了质子的存在 B.证明了原子核是由质子和中子组成的 C.说明了原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核上 D.说明原子中的电子只能在某些不连续的轨道上运动 2.英国物理学家卢瑟福用α粒子轰击金箔,发现了α粒子的散射现象。图中O 表示金原子核的位置,则能正确表示该实验中经过金原子核附近的α粒子的运动轨迹的图是( ) 3.氢原子辐射出一个光子后,根据玻尔理论,下述说法中正确的是( ) A.电子绕核旋转的半径增大B.氢原子的能量增大 C.氢原子的电势能增大D.氢原子核外电子的速率增大 4.下列氢原子的线系中波长最短波进行比较,其值最大的是 ( ) A.巴耳末系B.莱曼系C.帕邢系D.布喇开系 5.关于光谱的产生,下列说法正确的是( ) A.正常发光的霓虹灯属稀薄气体发光,产生的是明线光谱 B.白光通过某种温度较低的蒸气后将产生吸收光谱 C.撒上食盐的酒精灯火焰发出的光是明线光谱 D.炽热高压气体发光产生的是明线光谱 6.仔细观察氢原子的光谱,发现它只有几条分离的不连续的亮线,其原因是( ) A.观察时氢原子有时发光,有时不发光 B.氢原子只能发出平行光 C.氢原子辐射的光子的能量是不连续的,所以对应的光的频率也是不连续的 D.氢原子发出的光互相干涉的结果 7.氢原子第三能级的能量为 ( ) A.-13.6eV B.-10.2eV C.-3.4eV D.-1.51eV 8.下列叙述中,符合玻尔氢原子的理论的是

1 2 3 4 5 ∞ ( ) A .电子的可能轨道的分布只能是不连续的 B .大量原子发光的光谱应该是包含一切频率的连续光谱 C .电子绕核做加速运动,不向外辐射能量 D .与地球附近的人造卫星相似,绕核运行,电子的轨道半径也要逐渐减小 9.氦原子被电离一个核外电子后,形成类氢结构的氦离子。已知基态的氦离子能量为E 1=-54.4 eV,氦离子能级的示意图如图所示。在具有下列能量的光子中,不能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是 ( ) A .40.8 eV B .43.2 eV C .51.0 eV D .54.4 eV 10.μ子与氢原子核(质子)构成的原子称为μ氢原子,它在原子核物理的研究中有重要作用。图为μ氢原子的能级示意图。假定光子能量为E 的一束光照射容器中大量处于n =2能级的μ氢原子,μ氢原子吸收光子后,发出频率为ν1、ν2、ν3、ν4、ν5和ν6的光,且频率依次增 大 , 则E 等 于 ( ) A .h (ν3-ν1) B .h (ν5+ν6) C .h ν3 D .h ν4 11.已知氢原子基态能量为-13.6eV,下列说法中正确的有 ( ) A .用波长为600nm 的光照射时,可使稳定的氢原子电离 B .用光子能量为10.2eV 的光照射时,可能使处于基态的氢原子电离 C .氢原子可能向外辐射出11eV 的光子 D .氢原子可能吸收能量为1.89eV 的光子 12.红宝石激光器的工作物质红宝石含有铬离子的三氧化二铝晶体,利用其中的铬离子产生激光。铬离子的能级如图所示,E 1是基态,E 2是亚稳态,E 3是激发态,若以脉冲氙灯发出波长为λ1的绿光照射晶体,处于基态的铬离子受激发跃迁到E 3,然后自发跃迁到E 2,释放波长为λ2的光子,处于亚稳态E 2的离子跃迁到基态时辐射出的光就是激光,这种激光的波长为( ) A .122 1λλλλ- B .2121λλλλ- C .2121λλλλ- D .2 11 2λλλλ-

高中物理选修3-3知识点整理

选修3—3考点汇编 1、物质是由大量分子组成的 (1)单分子油膜法测量分子直径 (2)1mol 任何物质含有的微粒数相同2316.0210A N mol -=? (3)对微观量的估算 ①分子的两种模型:球形和立方体(固体液体通常看成球形,空气分子占据的空间看成立方体) ②利用阿伏伽德罗常数联系宏观量与微观量 a.分子质量:mol A M m N = b.分子体积:mol A V v N = c.分子数量:A A A A mol mol mol mol M v M v n N N N N M M V V ρρ= === 2、分子永不停息的做无规则的热运动(布朗运动 扩散现象) (1)扩散现象:不同物质能够彼此进入对方的现象,说明了物质分子在不停地运动,同时还说明分子 间有间隙,温度越高扩散越快 (2)布朗运动:它是悬浮在液体中的固体微粒的无规则运动,是在显微镜下观察到的。 ①布朗运动的三个主要特点: 永不停息地无规则运动;颗粒越小,布朗运动越明显;温度越高,布朗运动越明显。 ②产生布朗运动的原因:它是由于液体分子无规则运动对 固体微小颗粒各个方向撞击的不均匀性造成的。 ③布朗运动间接地反映了液体分子的无规则运动,布朗运 动、扩散现象都有力地说明物体内大量的分子都在永不停息地

做无规则运动。 (3)热运动:分子的无规则运动与温度有关,简称热运动,温度越高,运动越剧烈 3、分子间的相互作用力 分子之间的引力和斥力都随分子间距离增大而减小。但是分子间斥力随分子间距离加大而减小得更快些,如图1中两条虚线所示。分子间同时存在引力和斥力,两种力的合力又叫做分子力。在图1图象中实线曲线表示引力和斥力的合力(即分子力)随距离变化的情况。当两个分子间距在图象横坐标0r 距离时,分子间的引力与斥力平衡,分子间作用力为零,0r 的数量级为1010 -m ,相当于0r 位置叫做平衡位置。当分子距离的数量级大于 m 时,分子间的作用力变得十分微弱,可以忽略不 计了 4、温度 宏观上的温度表示物体的冷热程度,微观上的温度是物体大量分子热运动平均动能的标志。热力学温度与摄氏温度的关系:273.15T t K =+ 5、内能 ①分子势能 分子间存在着相互作用力,因此分子间具有由它们的相对位置决定的势能,这就是分子势能。分子势能的大小与分子间距离有关,分子势能的大小变化可通过宏观量体积来反映。(0r r =时分子势能最小) 当0r r >时,分子力为引力,当r 增大时,分子力做负功,分子势能增加 当0r r <时,分子力为斥力,当r 减少时,分子力做负功,分子是能增加 ②物体的内能 物体中所有分子热运动的动能和分子势能的总和,叫做物体的内能。一切物体都是由不停地做无规则热运动并且相互作用着的分子组成,因此任何物体都是有内能的。(理想气体的内能只取决于温度) ③改变内能的方式

物理选修3-5_知识点总结

物理选修3-5_知识点 总结 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

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:P = mv 。单位是s m kg ?.动量是矢量,其向就是瞬时速度的向。因为速度是相对的,所以动量也是相对的。 冲量:Ft I = 冲量是矢量,在作用时间力的向不变时,冲量的向与力的向相同;如果力的向是变化的,则冲量的向与相应时间物体动量变化量的向相同。若力为同一向均匀变化的力,该力的冲量可以用平均力计算;若力为一般变力,则不能直接计算冲量。同一向上动量的变化量=这一向上各力的冲量和。 动量定理:00P P mv mv I t t -=-= 动量与力的关系:物体动量的变化率等于它所受的力。 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。(适用于目前物理学研究的一切领域。) 动量守恒定律成立的条件:①系统不受外力作用。②系统虽受到了外力的作用,但所受合外力为零。③系统所受的外力远远小于系统各物体间的力时,系统的总动量近似守恒(碰撞,击打,爆炸,反冲)。④系统所受的合外力不为零,但在某一向上合外力为零,则系统在该向上动量守恒。⑤系统受外力,但在某一向上力远大于外力,也可认为在这一向上系统的动量守恒。 常见类型:①由弹簧组成的系统,在物体间发生相互作用的过程中,当弹簧被压缩到最短或拉伸到最长时,弹簧两端的两个物体的速度必然相等。②在物体滑上斜面(斜面放在光滑水平面上)的过程中,由于物体间弹力的作用,斜面在水平向上将做加速运动,物体滑到斜面上最高点的临界条件是物体与斜面沿水平向具有共同的速度,物体到达斜面顶端时,在竖直向上的分速度等于零。③子弹刚好击穿木块的临界条件为子弹穿出时的速度与木块的速度相同,子弹位移为木块位移与木块厚度之和。 二、验证动量守恒定律(实验、探究) Ⅰ 【注意事项】 1.“水平”和“正碰”是操作中应尽量予以满足的前提条件. 2.入射球的质量应大于被碰球的质量. 3.入射球每次都必须从斜槽上同一位置由静止开始滚下.法是在斜槽上的适当高度处固定一档板,小球靠着档板后放手释放小球. 4.若利用气垫导轨进行实验,调整气垫导轨时注意利用水平仪器确保导轨水平。 【误差分析】 误差来源于实验操作中,两个小球没有达到水平正碰,一是斜槽不够水平,二是两球球心不在同一水平面上,给实验带来误差.每次静止释放入射小球的释放点越高,两球相碰时作用力就越大,动量守恒的误差就越小.应进行多次碰撞,落点取平均位置来确定,以减小偶然误差.

物理选修3-4知识点(全)

选修3—4考点汇编 一、机械振动(*振动图象是历年考查的重点:同一质点在不同时刻的位移) 1、只要回复力满足F kx =-或位移满足sin()x A t ω?=+的运动即为简谐运动。 说明:①做简谐运动的物体,加速度、速度方向可能一致,也可能相反。 ②做简谐运动的物体,在平衡位置速度达到最大值,而加速度为零。 ③做简谐运动的物体,在最大位移处加速度达到最大值,而速度为零。 2、质点做简谐运动时,在T/4内通过的路程可能大于或等于或小于A (振幅),在3T/4内通过的路程可能大于或等于或小于3A 。 3、质点做简谐运动时,在1T 内通过的路程一定是4A ,在T/2内通过的路程一定是2A 。 4、简谐运动方程sin()x A t ω?=+中t ω?+叫简谐运动的相位,用来表示做简谐运动的质点此时正处于一个运动周期中的哪个状态。 5、单摆的回复力是重力沿振动方向(垂直于摆线方向)的分力,而不是摆球所受的合外力(除两个极端位置外)。 6、单摆的回复力sin /F mg mgx L θ=≈-,其中x 指摆球偏离平衡位置的位移,x 前面的是常数mg/L ,故可以认为小角度下摆球的摆动是简谐运动。 7、摆的等时性是意大利科学家伽利略发现的,而单摆的周期公式是由荷兰科学家惠更斯发现的,把调准的摆钟,由北京移至赤道,这个钟变慢了,要使它变准应该增加摆长。(附单摆的周期公式:2L T g π=) 8、阻尼振动是指振幅逐渐减小的振动,无阻尼振动是指振幅不变的振动。 9、物体做受迫振动时,频率由驱动力频率决定与固有频率无关。 10、如果驱动力频率等于振动系统的固有频率,受迫振动的振幅最大,这种现象叫共振,共振现象的应用有转速计和共振筛等,军队过桥要便步走,火车过桥要慢行,厂房建筑物的固有频率要远离机器运转的频率范围之内都是为了减小共振。 11、轮船航行时,如果左右摆动有倾覆危险,可采用改变航向和速度,使波浪冲击力的频率远离轮船摇摆的固有频率。这是共振防止的一种方法。 12、简谐波中,其他质点的振动都将重复振源质点的振动,既是振源带动下的振动,故应为受迫振动。 13、一切复杂的振动虽不是简谐振动,但它们都可以看作是由若干个振幅和频率不同的简谐运动合成的。 二、机械波(*波形图为历年来考查的重点:一列质点在同一时刻的位移) 14、有机械波必有机械振动,有机械振动不一定有机械波。 15、当波动的振源停止振动时,已形成的波动将仍能往前传播,直至能量衰减至零为止。 16、发生地震时,从地震源传出的地震波,既有横波,也有纵波。 17、机械波传播的只是振动形式,质点本身并不随波一起传播,在波的传播过程中,任一质点的起振方向都与波源的起振方向相同。 18、机械波的传播需要介质,当介质中本来静止的质点,随着波的传来而发生振动,表示质点获得能量。波不但传递着能量,而且可以传递信息。 19、在波动中振动相位总是相同两个相邻质点间的距离叫做波长,在波动中振动相位总是相反两个质点间的距离为半个波长的奇数倍。 20、任何振动状态相同的点组成的圆叫波面,与之垂直的线叫波线,表示了波的传播方向。 21、惠更斯原理是指介质中任一波面上的点都可以看作发射子波的波源,其后任意时刻,这些子波在波德

(完整版)人教版高中物理选修3-5知识点总结

人教版高中物理选修3-5知识点总结 一.量子论的建立黑体和黑体辐射Ⅰ (一)量子论 1.创立标志:1900年普朗克在德国的《物理年刊》上发表《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,爱因斯坦奖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.量子论的意义 ①与量子论等一起,引起物理学的一场重大革命,并促进了现代科学技术的突破性发展。 ②量子论的革命性观念揭开了微观世界的奥秘,深刻改变了人们对整个物质世界的认识。 ③量子论成功的揭示了诸多物质现象,如光量子论揭示了光电效应 ④量子概念是一个重要基石,现代物理学中的许多领域都是从量子概念基础上衍生出来的。 量子论的形成标志着人类对客观规律的认识,开始从宏观世界深入到微观世界;同时,在量子论的基础上发展起来的量子论学,极大地促进了原子物理、固体物理和原子核物理等科学的发展。(二)黑体和黑体辐射

1.热辐射现象 任何物体在任何温度下都要发射各种波长的电磁波,并且其辐射能量的大小及辐射能量按波长的分布都与温度有关。 这种由于物质中的分子、原子受到热激发而发射电磁波的现象称为热辐射。 ①.物体在任何温度下都会辐射能量。 ②.物体既会辐射能量,也会吸收能量。物体在某个频率范围内发射电磁波能力越大,则它吸收该频率范围内电磁波能力也越大。 辐射和吸收的能量恰相等时称为热平衡。此时温度恒定不变。 实验表明:物体辐射能多少决定于物体的温度(T)、辐射的波长、时间的长短和发射的面积。 2.黑体 物体具有向四周辐射能量的本领,又有吸收外界辐射 来的能量的本领。 黑体是指在任何温度下,全部吸收任何波长的辐射的 物体。 3.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。 二.光电效应光子说光电效应方程Ⅰ 1、光电效应

人教版高中物理选修3-5知识点总结

选修3-5知识梳理 一.量子论的建立黑体和黑体辐射Ⅰ (一)量子论 1.创立标志:1900年普朗克在德国的《物理年刊》上发表《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,爱因斯坦奖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.量子论的意义 ①与量子论等一起,引起物理学的一场重大革命,并促进了现代科学技术的突破性发展。 ②量子论的革命性观念揭开了微观世界的奥秘,深刻改变了人们对整个物质世界的认识。 ③量子论成功的揭示了诸多物质现象,如光量子论揭示了光电效应 ④量子概念是一个重要基石,现代物理学中的许多领域都是从量子概念基础上衍生出来的。 量子论的形成标志着人类对客观规律的认识,开始从宏观世界深入到微观世界;同时,在量子论的基础上发展起来的量子论学,极大地促进了原子物理、固体物理和原子核物理等科学的发展。 (二)黑体和黑体辐射

1.热辐射现象 任何物体在任何温度下都要发射各种波长的电磁波,并且其辐射能量的大小及辐射能量按波长的分布都与温度有关。 这种由于物质中的分子、原子受到热激发而发射电磁波的现象称为热辐射。 ①.物体在任何温度下都会辐射能量。 ②.物体既会辐射能量,也会吸收能量。物体在某个频率范围内发射电磁波能力越大,则它吸收该频率范围内电磁波能力也越大。 辐射和吸收的能量恰相等时称为热平衡。此时温度恒定不变。 实验表明:物体辐射能多少决定于物体的温度(T)、辐射的波长、时间的长短和发射的面积。 2.黑体 物体具有向四周辐射能量的本领,又有吸收外界辐射 来的能量的本领。 黑体是指在任何温度下,全部吸收任何波长的辐射的 物体。 3.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。 二.光电效应光子说光电效应方程Ⅰ 1、光电效应

【人教版】版高中物理选修35知识点清单

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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,

物理选修35知识点总结

知识点梳理高中物理选修3-5动量守恒定律一、动量 kg ms mvP.。单位是1、动量: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。= I Ft 冲量:冲量是矢量,在作用时间内力的方向不变时,冲量的方向与力的方向相同;如果力的方向是变化的,则冲量的方向与相应时间内物体动量变化量的方向相同。若力为同一方向均 匀变化的力,该力的冲量可以用平均力计算;若力为一般变力,则不能直接计算冲量。同一方向 上动量的变化量=这一方向上各力的冲量和。 1mv mv P P动量定理:otot 动量与力的关系:物体动量的变化率等于它所受的力。 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。(适用于目前 物理学研究的一切领域。)_____ _ __ _____ _ _________ _____ __________ 动量守恒定律成立的条件:①系统不受外力作用。②系统虽受到了外力的作用,但所受合外 力为零。③系统所受的外力远远小于系统内各物体间的内力时,系统的总动量近似守恒(碰撞,击打,爆炸,反冲)。④系统所受的合外力不为零,但在某一方向上合外力为零,则系统在该方向上动量守恒。⑤系统受外力,但在某一方向上内力远大于外力,也可认为在这一方向上系统的 动量守恒。 常见类型:①由弹簧组成的系统,在物体间发生相互作用的过程中,当弹簧被压缩到最短或拉伸到最长时,弹簧两端的两个物体的速度必然相等。②在物体滑上斜面(斜面放在光滑水平面 上)的过程中,由于物体间弹力的作用,斜面在水平方向上将做加速运动,物体滑到斜面上最高点的临界条件是物体与斜面沿水平方向具有共同的速度,物体到达斜面顶端时,在竖直方向上的 分速度等于零。③子弹刚好击穿木块的临界条件为子弹穿出时的速度与木块的速度相同,子弹位 移为木块位移与木块厚度之和。 二、验证动量守恒定律(实验、探究)I 【注意事项】 1?“水平”和“正碰”是操作中应尽量予以满足的前提条件. 2.入射球的质量应大于被碰球的质量. 3?入射球每次都必须从斜槽上同一位置由静止开始滚下?方法是在斜槽上的适当高度处固定一档板,小球靠着档板后放手释放小球. 4.若利用气垫导轨进行实验,调整气垫导轨时注意利用水平仪器确保导轨水平。 【误差分析】 误差来源于实验操作中,两个小球没有达到水平正碰,一是斜槽不够水平,二是两球球心不在同 一水平面上,给实验带来误差.每次静止释放入射小球的释放点越高,两球相碰时作用力就越大, 动量守恒的误差就越小?应进行多次碰撞,落点取平均位置来确定,以减小偶然误差. 三、碰撞与爆炸 1.碰撞的特点:①相互作用的时间极短,可忽略不计。②系统的内力远大于外力,外力可忽略③速度发生突变,物体发生的位移极小,可认为碰撞前后物体处于同一位置。 2.爆炸的特点:作用时间短,内力非常大,机械能增加,动能会增加。 3.碰撞中遵循的规律:动量守恒,动能不增加。 4.一维碰撞:两个物体碰撞前后斗艳同一直线运动,这种碰撞叫做一维碰撞。

高考物理选修3-5知识点归纳

波粒二象性 知识要点梳理 知识点一——黑体与黑体辐射 要点诠释: 1、热辐射 固体或液体,在任何温度下都在发射各种波长的电磁波,这种由于物体中的分子、原子受到激发而发射电磁波的现象称为热辐射。 对热辐射的初步认识: 任何物体任何温度均存在热辐射。辐射强度按波长的分布情况随物体的温度而有所不同,这是热辐射的一种特性。对于一般材料的物体,温度越高,热辐射的波长越短、强度越强。 物体在室温时热辐射的主要成分是波长较长的电磁波,不能引起人的视觉。当温度升高时,热辐射中较短波长的成分越来越强。例如投在炉中的铁块由于不断加热,铁块依次呈现暗红、赤红、橘红等颜色,直至成为黄白色。 热辐射强度还与材料的种类、表面状况有关。 热辐射的过程中将热能转化为电磁能。 2、黑体与黑体辐射 能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体称为绝对黑体,简称黑体。 不透明的材料制成带小孔的的空腔,可近似看作黑体。如果在一个空腔壁上开一个很小的 孔,如图所示,那么射入小孔的电磁波在空腔内表面发生多次反射和吸收,最终不能从空腔 射出,这个小孔就成为了一个绝对黑体。 对上图中的空腔加热,空腔内的温度升高,小孔就成了不同温度下的导体,从小孔向外 的辐射就是黑体辐射。 研究黑体辐射的规律是了解一般物体热辐射性质的 基础。实验表明黑体辐射强度按波长的分布只与黑体的 温度有关。 利用分光技术和热电偶等设备就能测出它所辐射的 电磁波强度按波长的分布情况。如下图画出了四种温度 下黑体热辐射的强度与波长的关系: 从中可以看出,随着温度的升高,一方面各种波长 的辐射强度都有增加;另一方面,辐射强度的极大值向 波长较短的方向移动。 对实验规律的解析: 物体中存在着不停运动的带电微粒,每个带电微粒 的振动都产生变化的电磁场,从而产生电磁辐射。人们 很自然地要依据热力学和电磁学的知识寻求黑体辐射的解释。德国物理学家维恩在1896年、英国物理学家瑞利在1900年分别提出了辐射强度按波长分布的理论公式。 维恩公式在短波区与实验非常接近,在长波区则与实验偏离很大;瑞利公式在长波 区与实验基本一致,但在短波区与实验严重不符。而且当波长趋于零时,辐射竟变成无 穷大,这显然是荒谬的。由于波长很小的辐射处于紫外线波段,故而由理论得出的这种 荒谬结果被认为是物理学理论的灾难,当时被称为紫外灾难。 为了得出同实验符合的黑体辐射公式,1900年底,德国物理学家普朗克提出了能 量子的概念。 3、能量子 辐射黑体分子、原子的振动可看作谐振子,这些谐振子可以发射和吸收辐射能。但 是这些谐振子只能处于某些分立的状态,在这些状态中,谐振子的能量并不象经典物理学所允许的可具有任意值。相应的能量是某一最小能量ε(称为能量子)的整数倍,即:ε, 1ε, 2ε, 3ε, ... nε. n为正整数,称为量子数。 对于频率为υ的谐振子最小能量为ε=hυ,其中υ是电磁波的频率,h是一个常量,后被称为普朗克常量,其值为h=6.626×10-34J·s。

高中物理选修3-5玻尔的原子模型教案课程设计

第十八章原子结构 新课标要求 1.内容标准 (1)了解人类探索原子结构的历史以及有关经典实验。 例1 用录像片或计算机模拟,演示α粒子散射实验。 (2)通过对氢原子光谱的分析,了解原子的能级结构。 例2 了解光谱分析在科学技术中的应用。 2.活动建议 观看有关原子结构的科普影片。 新课程学习 18.4 玻尔的原子模型 ★新课标要求 (一)知识与技能 1.了解玻尔原子理论的主要内容。 2.了解能级、能量量子化以及基态、激发态的概念。 (二)过程与方法 通过玻尔理论的学习,进一步了解氢光谱的产生。 (三)情感、态度与价值观 培养我们对科学的探究精神,养成独立自主、勇于创新的精神。 ★教学重点 玻尔原子理论的基本假设。 ★教学难点 玻尔理论对氢光谱的解释。 ★教学方法

教师启发、引导,学生讨论、交流。 ★教学用具: 投影片,多媒体辅助教学设备 ★课时安排 1 课时 ★教学过程 (一)引入新课 复习提问: 1.α粒子散射实验的现象是什么? 2.原子核式结构学说的内容是什么? 3.卢瑟福原子核式结构学说与经典电磁理论的矛盾 教师:为了解决上述矛盾,丹麦物理学家玻尔,在1913年提出了自己的原子结构假说。 (二)进行新课 1.玻尔的原子理论 (1)能级(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,电子虽然绕核运动,但并不向外辐射能量。这些状态叫定态。(本假设是针对原子稳定性提出的)(2)跃迁假设:原子从一种定态(设能量为E n )跃迁到另一种定态(设能量为E m )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 n m E E h -=ν(h 为普朗克恒量) (本假设针对线状谱提出) (3)轨道量子化假设: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的分布也是不连续的。(针对原子核式模型提出,是能级假设的补充)2.玻尔根据经典电磁理论和牛顿力学计算出氢原子的电子的各条可

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选修3-5 动量 动量守恒定律Ⅱ 1、冲量 冲量可以从两个侧面的定义或解释。①作用在物体上的力和力的作用时间的乘积, 叫做该力对这物体的冲量。②冲量是力对时间的累积效应。力对物体的冲量, 使物体的动量发生变化; 而且冲量等于物体动量的变化。 冲量的表达式 I = F ·t 。单位是牛顿·秒 冲量是矢量, 其大小为力和作用时间的乘积, 其方向沿力的作用方向。如果物体在时间t 内受到几个恒力的作用, 则合力的冲量等于各力冲量的矢量和, 其合成规律遵守平行四边形法则。 2、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 。单位是千克米 / 秒。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, 我们啊 3、动量定理 物体动量的增量, 等于相应时间间隔力, 物体所受合外力的冲量。表达式为I = ?P 或12mv mv Ft ?=。 运用动量定理要注意①动量定理是矢量式。合外力的冲量与动量变化方向一致, 合外力的冲量方向与初末动量方向无直接联系。②合外力可以是恒力, 也可以是变力。在合外力为变力时, F 可以视为在时间间隔t 内的平均作用力。③动量定理不仅适用于单个物体, 而且可以推广到物体系。 4、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P P P P A B A B +='+'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。 5、动量与动能、冲量与功、动量定理与动能定理、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。比如完全非弹性碰撞过程研究机械运动转移——速度的变化可以用动量守恒, 若要研究碰撞过程改变成内能的机械能则要用动能为损失去

物理选修3-5知识总结

选修3-5公式 一、碰撞与动量守恒 1、动量:mv p =,矢量,单位:kg ·m/s 2、动量的变化:12mv mv p -=? (一维) 是矢量减法,一般选初速度方向为正方向 3、动量与动能的关系:k mE p 2=,m p E k 22 = 4、冲量:Ft I =(力与力的作用时间的乘积),矢量,单位:N ·s 5、动量定理:p I ?=,或12mv mv Ft -= 6、动量守恒定律:''221121v m v m mv mv +=+ 条件:系统受到的合外力为零. 7、实验——验证动量守恒定律: M O m ON m OP m '211?+?=? 8、弹性碰撞:没有动能损失 021211'v m m m m v +-=,021122'v m m m v += 9、完全非弹性碰撞:(碰后黏一起)系统损失的动能最多 ')(2101v m m v m += 10、若m 、M 开始均静止,且系统动量守恒,则:mv 1=Mv 2,ms 1=Ms 2 二、波粒二象性 1、光子的能量:λ νhc h E == (ν为光的频率,λ为光的波长) 其中h =×10-34 J ·s 2、遏止电压:km E mv eU ==2max 2 1 3、爱因斯坦光电效应方程:W mv h +=2max 2 1ν 4、康普顿效应——光子的动量:λ h p = 5、德布罗意波的波长:p h =λ

三、原子结构之谜 1、汤姆生用电磁场测定带电粒子的荷质比: 22d B Eh m q = 2、原子的半径约为10-10 m ,原子核的半径约为10-15 m 3、巴耳末系(可见光区):..., , ), n n R(λ543121122=-= 对于氢原子,里德伯常量R=×107m -1 4、氢原子的能级公式:121E n E n =,轨道半径公式:12r n r n = 其中n 叫量子数,n=1, 2, 3…. E 1=- eV ,r 1=×10-10m 5、能级跃迁:n m E E h -=ν 四、原子核 1、剩余的放射性元素质量:T t m m )2 1(0=(T 为半衰期) 2、剩余的放射性元素个数:T t N N )2 1(0= 3、α衰变: He Th U 422349023892+→ 4、β衰变:e 0-1234 90Pa Th +→234 91 γ射线伴随着α衰变、β衰变产生 5、卢瑟福发现质子:H O He N 1117842147+→+ 6、査德威克发现中子:n C He Be 101264294+→+ 7、居里夫妇发现人工放射性同位素:n P He Al 1 03015422713+→+ P 30 15具有放射性,e S P 01301430 15+→i 8、爱因斯坦质能方程:2c m E ?=,2 c m E ??=? 9、重核的裂变:n 3Ba Kr n U 101445680 3610235 92++→+

高中物理-原子结构章末复习

高中物理-原子结构章末复习 【知识网络梳理】 【知识要点与方法指导】 一、重点、难点、方法 1.原子核式结构的提出与α粒子散射实验的关系 卢瑟福设计的α粒子散射实验是为了探究原子内电荷的分布,并非为了验证汤姆孙模型的正与误,他在做了α粒子散射实验后,根据实验现象的分析提出了原子的“核式结构”模型。 2.对氢原子能级跃迁的理解 (1)原子从低能级向高能级跃迁:吸收一定能量的光子,当一个光子的能量满足 hv E E =-末初时,才能被某一个原子吸收,使原子从低能级E 初向高能级E 末跃迁,而当光子能量hv 大于或小于E E -末初时都不能被原子吸收。 (2)原子从高能级向低能级跃迁,以光子的形式向外辐射能量,所辐射的光子能量恰等于发生跃迁时的两能级间的能量差。 (3)当光子能量大于或等于13.6eV 时,也可以被氢原子吸收,使氢原子电离;当氢原子吸收的光子能量大于13.6eV 。氢原子电离后,电子具有一定的初动能。 一群氢原子处于量子数为n 的激发态时,可能辐射出的光谱线条数为2 (1)2 n n n N C -= =。 (4)原子还可吸收外来实物粒子(例如自由电子)的能量而被激发,由于实物粒子的动能 原 子结构 ?? ? ? ? ? ??? ?? 电子的发现原子模型????? ????光谱光谱分析:用明线光谱和吸收光谱分析物质的化学组成 ?? ???吸收光谱发射光谱???连续谱 线状谱?? ?汤姆孙的发现:阴极射线为电子流 电子发现的意义:原子可以再分??????????? ???? 汤姆孙枣糕式模型卢瑟福核式结构模型玻尔原子结构模型氢原子光谱和光谱分析?? ???能量量子化轨道量子化能级跃迁

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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 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 m 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。比如完全非弹性碰撞过程研究机械运动转移--速度的变化可以用动量守恒,若要研究碰撞过程改变成内能的机械能则要用动能为损失去计算了.所以动量和动能是从不同侧面反映和描述机械运动的物理量. 动量守恒定律与机械能守恒定律比较:前者是矢量式,有广泛的适用范围,而后者是标量式其适用范围则要窄得多。这些区别在使用中一定要注意。 4、碰撞:两个物体相互作用时间极短,作用力又很大,其他作用相对很小,运动状态发生显著化的现象叫做碰撞。 以物体间碰撞形式区分,可以分为“对心碰撞”(正碰),而物体碰前速度沿它们质心的连线;“非对心碰撞"——中学阶段不研究。 以物体碰撞前后两物体总动能是否变化区分,可以分为:“弹性碰撞”。碰撞前

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)

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物理选修3-5知识点总结 一、量子理论的建立黑体和黑体辐射、 1、黑体:如果某种物体能够完全吸收入射的各种波长电磁波而不发生反射,这种物体就是绝对黑体,简称黑体。 2、黑体辐射:黑体辐射的规律为: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) 3、量子理论的建立: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ε的整数倍,这个不可再分的能量值ε叫做能量子ε= hνh为普朗克常数(6.63×10-34J.S) 二、光电效应光子说光电效应方程 1、光电效应(表明光子具有能量) (1)光的电磁说使光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: ①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;②存在遏止电压:当所加电压U为0时,电流I并不为0。只有施加反 向电压,也就是阴极接电源正极阳极接电源负极,在光电管两级形成使电子减速的电场,电流才可能为0。使光电流减小到0的反向电压Uc 称为遏止电压E k=eU c。遏止电压的存在意味着光电子具有一定的初速度;③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,当入射光的频率高于截止频率时才能发生光电效应v c=w0/h;④光电效应具有瞬时性:光电子的发射几乎是瞬时的,一般不超过10-9s。 规律:①任何一种金属,都有一个极限频率,入射光的频率 ..........,才能产生光电效应;低于这个频率的光不能产生光电效应; ......必须大于这个极限频率 ②光电子的最大初动能与入射光的强度无关 ............,一般 ..;③入射光照到金属上时,光电子的发射几乎是瞬时的..................,只随着入射光频率的增大 ..而增大 不超过10-9s;④当入射光的频率大于极限频率时,光电流的强度与入射光的强度成正比。 (1)判断和描述时应理清三个关系: ①光电效应的实质(单个光子与单个电子间相互作用产生的). ②光电子的最大初动能的来源(金属表面的自由电子吸收光子后克服逸 出功逸出后具有的动能). ③入射光强度与光电流的关系(当入射光的频率大于极限频率时光电流 的强度与入射光的强度成正比). (2)定量分析时应抓住三个关系式: ①爱因斯坦光电效应方程:E k=hν-W0. ②最大初动能与遏止电压的关系:E k=eU c. ③逸出功与极限频率的关系:W0=hν 0. 2、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ν的光的能量子为hν。这些能量子被成为光子。 3、光电效应方程:E K = hυ- W O hυ截止= W O(E k是光电子的最大初动能 .... .....;W0是逸出功,即从金属表面 直接飞出的光电子克服电荷引力所做的功。) 三、康普顿效应(表明光子具有动量) 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=h/λ 四、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:干涉、衍射和偏振 ..........又用无可辩驳的事实表明光是一种粒子,由于........以无可辩驳的事实表明光是一种波;光电效应和康普顿效应 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,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、光子的能量E=hν,光子的动量p=h/λ表示式也可以看出,光的波动性和粒子性并不矛盾:表示粒子性的粒子能量和动量的计算式中都含有表 示波的特征的物理量——频率ν和波长λ。由以上两式和波速公式c=λν还可以得出:E = p c。 3、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λ=h / p 这种波叫物质波,也叫德布罗意波。(电子的衍射图样;电子显微镜的分辨率为何远远高于光学显微镜) 4、概率波(了解):从光子的概念上看,光波是一种概率波。 5、不确定关系(了解):△x△p=h/4π,△x表示粒子位置的不确定量,△p表示粒子在x方向上的动量的不确定量。 五、原子核式模型机构 1、1897年汤姆 ........,提出原子的枣糕模型,揭开了研究原子结构的序幕(原子可再分)。(谁发现了阴极射线?是汤姆孙吗?)..孙.(英)发现了电子 2、1909年起英国物理学家卢瑟福做了α粒子轰击金箔的实验,即α粒子散射实验,得到出乎意料的结果:绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来 的方向前进,少数α粒子却发生了较大的偏转,并且有极少数α粒子偏转角超过了90°,有的甚至被弹回,偏转角几乎达到180°。(P53图) 3、卢瑟福在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

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