1、 选修3-5知识汇总一、弹性碰撞且一动(m1)一静(m2)解题技巧 明确物理过程,列动量守恒注意方向(正负号) 算相对位移用,摩擦生热等于系统动能减少量 注意碰撞会有能量损失,过程需选碰撞后到共速二、波粒二象性1、1900年普朗克能量子假说,电磁波的发射和吸收是不连续的,而是一份一份的E=hv2、赫兹发现了光电效应,1905年,爱因斯坦量解释了光电效应,提出光子说及光电效应方程3、光电效应 每种金属都有对应的和W0,入射光的频率必须大于这种金属极限频率才能发生光电效应 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()。入射光频率一定时,光电流强度与入射光强度成正比。 光电子
2、的发射时间一般不超过109秒,与频率和光强度无关。4、光电效应和康普顿效应说明光的粒子性,干涉、衍射、偏振说明光的波动性5光电效应方程 nc=W0/h6、光的波粒二象性 物质波 概率波 不确定性关系 大量光子表现出的波动性强,少量光子表现出的粒子性强;频率高的光子表现出的粒子性强,频率低的光子表现出的波动性强 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。 从光子的概念上看,光波是一种概率波 不确定性关系:三、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、粒子散射实验和原子核结构模型(1)粒子散射实验:1909年,卢瑟福 装置:
3、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度,有的几乎达到180度,即被反向弹回。3、几个考点 卢瑟福的粒子散射,说明了原子具有核式结构。 汤姆孙发现电子,说明了原子可再分或原子有复杂结构 放射性现象,说明了原子核具有复杂结构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: 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Em-En =hv严格决定轨道
4、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: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En,和电子轨道半径rn分别为: 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X光紫外线可见光其中射线来源于原子核,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以上的定态,称为激发态。光子,n=3跃迁到n=1发出三种光子(),则(2)玻尔模型只能解释氢原子,不能解释其他原子四、原子核的组成1、天然放射现象的发现:1896年法国物理学家贝克勒耳首次发现,
5、居里夫人继续研究发现了钋和镭成 份组 成性 质电离作用贯穿能力 射 线氦核组成的粒子流很 强很 弱 射 线高速电子流较 强较 强 射 线高频光子很 弱很 强2、衰变:电荷数和质量数守恒,但质子数和中子数不守恒类 型衰变方程规 律 衰 变新 核 衰 变新核射线是伴随衰变放射出来的高频光子流,衰变不能同时发生在衰变中新核质子数多一个,而质量数不变是由于2、半衰期:放射性元素的原子核的半数发生衰变所需要的时间,称该元素的半衰期。半衰期与物理及化学环境无关3、放射性的应用与防护 放射性同位素人工放射性同位素1000多种,天然的只有40多种正电子的发现:用粒子轰击铝时,发生核反应。1934年,约里奥居里
6、和伊丽芙居里 (小居里) 发现经过粒子轰击的铝片中含有放射性磷发生+衰变,放出正电子与天然的放射性物质相比,人造放射性同位素: 放射强度容易控制 可以制成各种需要的形状 半衰期更短 放射性废料容易处理放射性同位素的应用A、由于射线贯穿本领强,可以用来射线检查金属内部有没有砂眼或裂纹B、利用射线的穿透本领与物质厚度密度的关系,来检查各种产品的厚度和密封容器中液体的高度等,从而实现自动控制C、利用射线使空气电离而把空气变成导电气体,以消除化纤、纺织品上的静电D、利用射线照射植物,引起植物变异而培育良种,也可以利用它杀菌、治病等二、作为示踪原子:用于工业、农业及生物研究等.4、核力与结合能 质量亏损
7、核力是短程力、核力具有饱和性、核力与具有电荷无关性 比结合能越大,表示原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳定。质量亏损:核聚变与核裂变都会放出能量,质量都会减少,核电站与原子弹为核裂变,氢弹与太阳内部为核聚变爱因斯坦质能方程 E=mc2 E=mc2 1uc2=931.5MeV (表示1u 的质量变化相当于931.5Me V的能量改变)5、核反应方程熟记一些实验事实的核反应方程式。(1)卢瑟福用粒子轰击氦核,发现质子:(2)贝克勒耳发现天然放射现象:衰变 衰变 (3) 查德威克用粒子轰击铍核打出中子 (4) 小居里(约里奥-居里)发现正电子 和(5) 轻核聚变 (6) 重核聚变 2.熟记一些粒子的符号 粒子()、质子()、中子()、电子()、氘核()、氚核()114重核裂变 核聚变释放核能的途径裂变和聚变(1)裂变反应:裂变:重核在一定条件下转变成两个中等质量的核的反应,叫做原子核的裂变反应。例如:链式反应:在裂变反应用产生的中子,再被其他铀核浮获使反应继续下去。链式反应的条件:裂变时平均每个核子放能约1Mev能量1kg全部裂变放出的能量相当于2500吨优质煤完全燃烧放出能量(2)聚变反应:聚变反应:轻的原子核聚合成较重的原子核的反应,称为聚变反应。例如:平均每个核子放出3Mev的能量聚变反应的条件;几百万摄氏度的高温