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1、高中物理考前必背知识高中物理考前必背知识第一部分第一部分直线运动直线运动一、解决匀变速直线运动问题常用的几种物理思维方法二、比例公式:二、比例公式:设v0=0 的匀加速直线运动。1、1、2、3n 秒末瞬时速度之比(v t=at):vt:v2:v3:vn=1:2:3:n2、1、2、3n 秒内位移之比(s=1/2 at2):st:s2:s3:sn=12:22:32:n23、第 1、2、3n 秒内位移之比(sn=sn-sn-1=2n-1)st:s2:s3:sn=1:3:5:(2n-1)第二部分第二部分牛顿运动定律牛顿运动定律一、一、牛顿第一定律:牛顿第一定律:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态
2、,一直到有外力迫使它改变这种状态为止(质量越大,物体的惯性越大)。二、牛顿第二定律:二、牛顿第二定律:物体的加速度跟合外力成正比,与物体的质量成反比。a=F合/m或 F合=ma(合外力方向与加速度方向一致)图形超重超重失重失重加速度方向计算公式应用竖直向上F-mg=ma减速下降、加速上升竖直向下mg-F=ma加速下降、减速上升。当 a=g 时为完全失重,一切与重力有关的现象都会消失。三、牛顿第三定律:三、牛顿第三定律:两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等,方向相反,作用在一条直线。由于这两个力不作用在一个物体,它们不是平衡力,等大、反向、共线、异体。四、牛顿定律的适用范围:四、牛顿定律的
3、适用范围:宏观、低速运动的物体。五、力学单位制中基本单位:五、力学单位制中基本单位:质量 m:千克(kg),长度 L:米(m),时间 t:秒(s)第三部分第三部分曲线运动、万有引力曲线运动、万有引力一、曲线运动条件一、曲线运动条件:F、v 不同线。此时,v 的方向为曲线的切线方向。匀速圆周运动中:F、v0相互垂直,F 只改变 v0的方向,不改变大小。公式线速度 vv=s/t=2r/T=2rf表示运动快慢m/sv=r角速度=/t=2/T=2f表示转动快慢rad/s向心加速度anan=v/r2=r=v表示速度方向变化快慢m/s22向心力 FnFn=mv/r2 =m r =mv向心力是合力。向心力是
4、合力。N2意义单位关系应用F合=Fn=m an是一个变化量,方向始终指向圆心。同一圆周上各同一个圆内各是一个变化点线速度相等。点角速度相等。量,方向始终两轮传动时,两弧度=弧长/半径指向圆心。圆边缘上各点=角度(/180)线速度相等。二、平抛运动的分解:二、平抛运动的分解:分解为水平方向的匀速直线运动与竖直方向的自由落体运动。水平方向:x=v0tvx=v0ax=0竖直方向:y=1/2 gt2vy=gtay=gtan=vy/vx=gt/v0v=gtv2=vx2+vy2三、万有引力:三、万有引力:1 1、开普勒三定律:、开普勒三定律:A、所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在所有椭圆的一个
5、焦点上,B、对于每一颗行星,太阳和行星的联线在相等的时间内扫过相等的面积,a3 kC、所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等。22 2、万有引力定律:、万有引力定律:-1122英国物理学家卡文迪许卡文迪许用扭秤测出引力常量:G=6.6710 Nm/kg。3、重力是万有引力的一个分力,在赤道最小,两极最大。通常情况下,GF引。4 4、宇宙速度:、宇宙速度:A、第一宇宙速度(环绕速度):7.9km/s。是发射的最小速度,环绕的最大速度。B、第二宇宙速度(脱离速度):11.2km/sMmF G2rTC、第三宇宙速度(逃逸速度):16.7km/s5、地球同步卫星与地球做同步的匀速
6、转动,周期 T=24h,位于地球赤道的正上方,高度为定值。6、解题思路:万有引力、重力为向心力。式中,M 是被绕物体的质量,m 是绕行物体本身的质量。请思考下列等式中的求解方法:23GMGM42r3(从式中,r 越大,2rGMv g 2T M rGMv 越小,T 越大。)rT2Gr3第四部分第四部分动量与动量守恒动量与动量守恒一、动量与冲量的区别:一、动量与冲量的区别:物理量公式单位矢量方向性质冲量I=FtNs与 F 方向一样过程量动量P=mvkgm/s与 v 方向一样状态量二、动量定理:二、动量定理:物体所受的合外力的冲量等于物体的动量的变化。I合=P或F合t=mvtmv0(冲量方向与物体动
7、量变化量方向一致)公式一般用于冲击、碰撞中的单个物体,解题时要先确定正方向。三、动量守恒定律:三、动量守恒定律:一个系统不受外力或受外力矢量和为零,这个系统的总动量保持不变。P总=P总或m1v1+m2v2=m1v1+m2v2公式一般用于冲击、碰撞、爆炸中的多个物体组成的系统,解题时要先确定正方向。系统在某方向上外力矢量和为零时,某方向上动量守恒。四、完全弹性碰撞:四、完全弹性碰撞:在弹性力作用下,动量守恒,动能守恒。常见一动一静模型:m1v1=m1v1+m2v2解得:非弹性碰撞:非弹性碰撞:在非弹性力作用下,动量守恒,动能不不守恒。完全非弹性碰撞:完全非弹性碰撞:在完全非弹性力作用下,碰撞后物
8、体结合在一起运动,动量守恒,动能不不守恒。系统机械能损失最大。五、动量与动能的关系:五、动量与动能的关系:P2EkP 2mEk2m第五部分第五部分功能关系功能关系一、几种常见的功能关系及其表达式各种力做功合力做功对应能的变化动能变化W合Ek2Ek1重力势能重力做功变化弹簧弹力做功只有重力、弹簧弹力做功非重力和弹力做功二、汽车启动问题:二、汽车启动问题:1模型一以恒定功率启动(1)动态过程(2)Pt 图象和 vt 图象如图所示。2模型二以恒定加速度启动(1)动态过程(2)Pt 图象和 vt 图象如图所示。弹性势能变化机械能机械能守恒 E0不变化除重力和弹力之外的其他力做正功,物体的机械能机械能增
9、加,做负功,机械能减少,且W其变化他定量的关系合力对物体做功等于物体动能的增量重力做正功,重力势能减少,重力做负功,重力势能增加,且 WGEpEp1Ep2弹力做正功,弹性势能减少,弹力做负功,弹性势能增加,且 W弹EpEp1Ep2E第六部分第六部分电电 场场一、电荷一、电荷:1、自然界中有且只有两种电荷:丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,毛皮摩擦过的橡胶棒带负电。电荷间的相互作用:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。2、电荷守恒定律:电荷守恒定律:电荷既不会创造,也不会消灭,只能从一个物体转移到另一个物体,或从物体的一个部分转移到另一个部分。“起电”的三种方法:摩擦起电,接触起电,感应起电。实质都是电
10、子的转移引起:失去电子带正电,得到电子带等量负电。3、电荷量电荷量 Q Q:电荷的多少元电荷:带最小电荷量的电荷。自然界中所有带电体带的电荷量都是元电荷的整数倍。密立根油滴实验测出:e=1.61019C。点电荷:与所研究的空间相比,不计大小与形状的带电体。4 4、库仑定律:、库仑定律:真空中两个点电荷之间相互作用的静电力,跟它们的电荷量的乘积成正比,跟它们的距离的平方成反比。Qq公式:F kk=9109 Nm2/C2r2二、电场:二、电场:1、电荷间的作用通过电场电场产生。电场是一种客观存在的一种物质。电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用。2、电场强度电场强度 E E:放入电场中的电荷所
11、受电场力与它的电荷量q 的比。E=F/q单位:N/C 或 V/mE 是电场的一种特性,只取决于电场本身,与F、q 等无关。公式方向大小普通电场场强E=F/q与正电荷受电场力方向相同与负电荷受电场力方向相反点电荷周围电场场强QE k2r匀强电场场强E=U/d由“+Q”指向“Q”各处场强一样大沿半径方向背离+Q沿半径方向指向Q电场线越密,场强越大3 3、电场线:、电场线:形象描述场强大小与方向的线,实际上不存在。疏密表示场强大小,切线方向表示场强方向。一率从“+Q”指向“Q”。正试探电荷在电场中受电场力顺电场线,负电荷在电场中受电场力逆电场线。电场线的轨迹不一定是带电粒子在电场中运动的轨迹。只有电
12、场线为直线,带电粒子初速度为零时,两条轨迹才重合。任意两根电场线都不相交。任意两根电场线都不相交。4、静电平衡时的导体净电荷只分布在外表面上,内部合场强处处为零。导体是一个等势体。三、电势与电势能:三、电势与电势能:1、电势差电势差 U U:将电荷 q 从电场中的一点 A 移至 B 点时,电场力对电荷所做的功 WAB与电荷 q 的比。U=WAB/q。电势差是一个标量。公式中的三个物理量计算时要注意“+,”符号。U=WAB/q 只取决于电场两点位置,与 W、q 等无关。单位:V电势:电势:将电荷 q 从电场中的一点 A 移至无穷远时,电场力对电荷所做的功 W 与电荷 q的比。通常取大地与无穷远处
13、为零电势点。单位:V电势差的大小与零电势点的选取无关,只与电场中的两点位置有关;电势的大小与零电势点的选取有关。UAB=AB2、沿着电场线的方向,电势越来越低。电场线方向为电势降低最快的方向。顺电场线方向算电势差为“+”,逆电场线方向算电势差为“”。电场力做正功,电势能减少;电场力做负功,电势能增加。3、电子伏(eV)是电功、电势能的单位。1 eV=1.61019J。4、在同一等势面上移动电荷,电场力不做功。等势面一定电场线垂直。电场线的方向由高等势面指向低等势面。等势面越密,场强越大。四、电容四、电容 C C:1、电容电容 C C:任何两个彼此绝缘的又相隔很近的物体组成电容。2、计算方法:电
14、容器所带电荷量Q 与电容器两极板电压的比。C QQUU电容表示电容器容纳电荷的本领,与Q、U 等无关。额定电压:额定电压:电容器长期工作时所能承受的最大电压。击穿电压:击穿电压:击穿电容器的电介质使电容器损坏的电压。U额定U击穿3、单位:法拉(F)。1F=106F=1012pF4、平行板电容器的电容计算公式:C S4kd五、带电粒子在电场中的运动五、带电粒子在电场中的运动1 1、加速电场:、加速电场:W=Ek1/2 mv2=qU2qUv m式中,U 是两极电压,电场不一定是匀强电场。电荷飞出偏转电场时,好象是从偏转电场中点沿直2 2、偏转电场:类平抛运动、偏转电场:类平抛运动线飞出似的。L讨论
15、:FqEqU212U2qL2U2L2t a y at2v0mmdm当 v0一样时,只要 q/m 相同时,y,tg相同24dU12mdv0当 1/2mv02一样时,只要 q 相同时,y,tg相同vyatU2qLU2LLtgy tg2当 mv0一样时,只要 q/v0相同时,y,tg相同v0v0mdv02dU12无论带电粒子 q、m 如何,只要U1、U2不变,y,tg相同第七部分第七部分磁磁场场一、磁场:一、磁场:1、基本性质:对放入其中的磁极、电流有力的作用。磁极间、电流间的作用通过磁场产生,磁场是客观存在的一种特殊形态的物质。2、方向:放入其中小磁针N 极的受力方向(静止时N 极的指向)放入其中
16、小磁针 S 极的受力的反方向(静止时S 极的反指向)3、磁感线:形象描述磁场强弱和方向的假想的曲线。磁体外部:极到极;磁体内部:极到极。磁感线上某点的切线方向为该点的磁场方向;磁感线的疏密表示磁场的强弱。、安培定则:安培定则:(右手四指为环绕方向,大拇指为单独走向)导体的种类磁场形状判断方法通电直导线右手握住导线,大拇指指以导线为中心的各簇向与电流方向一致,四指互相平行的同心圆。绕向为磁感线的方向。各簇围绕环形导线的右手绕向与环形电流方闭合曲线,中心轴上,向一致,大拇指方向为环磁感垂直环形平面。形电流内部的磁场方向。外部类似于条形磁体的磁场,内部为匀强磁场。右手握住螺线管,四指绕向与电流绕向一
17、致,大拇指指向为磁场的极。矩形、环形电流通电螺线管5.安培力的大小FILBsin(其中 为 B 与 I 之间的夹角)(1)磁场和电流垂直时:FBIL。(2)磁场和电流平行时:F0。五、磁场对运动电荷的作用五、磁场对运动电荷的作用:1、洛伦兹力:运动电荷在磁场中所受的力。2、方向:用左手定则判断磁感线穿过掌心,四指所指为正电荷运动方向(负电荷运动的反方向),大拇指所指方向为洛伦兹力方向。3、大小:F=qvB4、洛伦兹力始终与电荷运动方向垂直,只改变电荷的运动方向,不对电荷做功。5、电荷垂直进入磁场时,运动轨迹是一个圆。mv轨道半径只与粒子的 m、v、q 有关。r qB2mT qB轨道周期只与粒子
18、的 m、q 有关,而与粒子的 r、v 等无关。第八部分第八部分电磁感应电磁感应一、磁通量:一、磁通量:1、定义:磁感应强度 B 与磁场垂直面积 S 的的乘积。表示穿过某一面积的磁感应线的条数。只要穿过面积的磁感应线条数一定,磁通量就一定,与面积是否倾斜、线圈量的匝数等因素无关。2、公式:=BS(S 是垂直 B 的面积,或 B 是垂直 S 的分量)NJV C3、国际单位:韦伯(韦)Wb1Wb 1T m21m2111V sAmAA4、磁感应强度又称磁通密度:WbNB 1T 11S(Am)m二、电磁感应:二、电磁感应:1、定义:定义:只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路中就有感应电流产生。其实
19、质就是其它形式的能转化成电能。22、电磁感应时一定有感应电动势,电路闭合时才有感应电流。产生感应电动势的那部分电路相当于电源的内电路,感应电流从低电势端流向高电势端(相当于“”流向“+”);外部电路感应电流从高电势端流向低电势端(相当于“+”流向“”)。3、电磁感应定律:电磁感应定律:电路中的感应电动势大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。公式:E Nt式中,E 是t 时间内的平均感应电动势,是磁通量的变化量,是磁通量的变化率,tN 是线圈的匝数。主要应用于求主要应用于求t t 时间内的平均感应电动势时间内的平均感应电动势。求瞬间电动势:求瞬间电动势:切割方式图形计算方法注意点导体弯曲时
20、,L 为有效长度平动切割E BSBLvt BLvttt绕点转动切割1BL2122E BLtt2E 与转轴 O 点位置有有关关绕线转动切割E=NBLv=NBLL=NBSE 与转轴 OO位置无关无关注:实际应用时,注:实际应用时,L L、v v、S S 都要用有效值,所有单位都要用国际单位制。都要用有效值,所有单位都要用国际单位制。4 4、愣次定律:、愣次定律:求感应电流的方向。内容:感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化,即“增反减同”即“增反减同”。适用于闭合电路(环形、矩形等)中磁通量的变化而产生感应电流方向的判定。“阻碍”不仅有“反抗”的含义,还有“补偿”的含义:反抗磁通量的增加
21、,补偿磁通量的减少;并不仅仅是阻止。右手定则:伸开右手掌,让磁感线穿过掌心,拇指指向为导体运动方向,四指所指为感应电流的方向或感应电动势内电路的方向。主要适用于切割磁感线而产生的感应电流、感应电动势方向的判定。右手定则是愣次定律的特殊应用。右手定则是愣次定律的特殊应用。第九部分第九部分交变电流交变电流知识点一知识点一 交变电流、交变电流的图象交变电流、交变电流的图象1.交变电流大小和方向都随时间做周期性变化的电流。2.交流电产生过程中的两个特殊位置图示概念中性面位置BSBS,最大特点en0,最小t感应电流为零,方向改变BS0,最小ennBS,最大t感应电流最大,方向不变与中性面垂直的位置3正弦
22、式交变电流的产生和图象(1)产生:在匀强磁场里,线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。(如图所示)(2)图象:线圈从中性面位置开始计时,如图甲、乙、丙所示。知识点二知识点二正弦式交变电流的函数表达式、峰值和有效值正弦式交变电流的函数表达式、峰值和有效值1.周期和频率(1)周期(T):交变电流完成一次周期性变化(线圈转一周)所需的时间,单位是秒(s),公式 T2。(2)频率(f):交变电流在 1 s 内完成周期性变化的次数。单位是赫兹(Hz)。11(3)周期和频率的关系:T 或 f。fT2交变电流的瞬时值、最大值、有效值和平均值(1)瞬时值:交变电流某一时刻的值,是时间的函数。如eEmsin t。(
23、2)最大值:交变电流或电压所能达到的最大的值。(3)有效值定义:让交流和恒定电流通过相同阻值的电阻,如果它们在一个周期内产生的热量相等,就把这一恒定电流的数值叫做这一交流的有效值。正弦式交变电流的有效值与最大值之间的关系ImUmEmI,U,E。222(4)交变电流的平均值nEn,I。t(Rr)t物理量瞬时值重要关系eEmsin tiImsin tEmnBSEmImRrE有效值EmUmU22IIm2适用情况及说明计算线圈某时刻的受力情况峰值讨论电容器的击穿电压(只适用于正弦式交变电流)EBL vEnt平均值EI Rr(1)计算与电流的热效应有关的量(如电功、电功率、电热等)(2)电气设备“铭牌”
24、上所标的值(3)保险丝的熔断电流(4)交流电表的读数计算通过电路横截面的电荷量知识点三知识点三理想变压器理想变压器1.构造和原理(1)构造:如图所示,变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的。(2)原理:电磁感应的互感现象。2基本关系式(1)功率关系:P入P出。U1U2(2)电压关系:。n1n2U1U2U3有多个副线圈时。n1n2n3I1n2(3)电流关系:只有一个副线圈时。I2n1由 P入P出及 PUI 推出有多个副线圈时,U1I1U2I2U3I3UnIn。知识点四知识点四远距离输电远距离输电图 21电压损失:(1)UU2U3。(2)UI2R线。2功率损失:(1)PP2P3。(2)PI
25、22RU2。线R线3功率关系:P1P2,P3P4,P2P损P3。U1n1I2U3n3I44电压、电流关系:,U2UU3,U2n2I1U4n4I3I2I3I线。P2P3U2U35输电电流:I线。U2U3R线P2R线。6输电线上损耗的电功率:P损I线UI2线R线U2第十部分第十部分分子热运动、热和功分子热运动、热和功一、分子动理论:一、分子动理论:物体是由大量分子组成的,分子永不停息地作无规则的运动,分子间存在相互作用的引力和斥力。0101、将分子看成球形,用油膜法:DV/S,分子直径的数量级:10m(埃A)2、1mol 的任何物质中都含有相同的粒子数:阿伏加德罗常数NA6.02X1023/mol
26、标准条件下,1mol 的任何气体的体积为 22.4L3、温度越高,分子运动越剧烈。扩散:不同的物质相互接触时,彼此进入对方的现象。布朗运动:液体中悬浮微粒所作的无规则运动。由于各个方向液体分子对微粒不平衡作用而引起。布朗运动不是液体分子的运动,也不是微粒分子的运动,而是液体分子无规则运动的反映。图中的轨迹不是微粒实际运动的轨迹。温度越高,微粒质量越小,布朗运动越明显。4、气体的三个状态参量:体积V,压强 p,温度 T(绝对温度 T=t+273.15)。三者关系:pV/T=常量气体分子运动特点:除碰撞外都在做匀速直线运动,任一时刻分子向各个方向运动的机会相等(分子速率分布呈“中间多,两头少”的规
27、律)。气体压强由大量气体频繁地碰撞器壁而产生。决定气体压强的两个因素:分子平均动能,分子的密集程度。25、分子引力与斥力的关系:分子引力与斥力的关系:(r0的数量级为 10合力图分力图10m)引力与斥力的关系F引=F斥分子力F=0,平衡位置斥力引力忽略不计分子间距r=r0r r0F引 r0r10 r0F引F斥忽略不计二、内能:二、内能:物体内所有分子动能与分子势能的总和。1、温度越高,分子平均动能越大,单个分子动能不一定大。2、物体体积变化时,分子间距变化,分子势能变化。分子力做正功,分子势能减少;分子力做负功,分子势能增大。理想气体的内能只取决于气体的温度、物质的量,与气体的体积无关。3、改
28、变内能的两种方式:做功、热传递。(二者等效)三、能量守恒定律:三、能量守恒定律:1、内容:内容:能量既不会凭空产生,也不会凭空消失。它只能从一种形式转化为别的形式,或从一个物体转移到别的物体。在转化或转移过程中,总量不变。功是能转化的量度。2、热力学第一定律:热力学第一定律:物体内能的增量U 等于外界对物体所做的功W 加上物体从外界吸收的热量 Q。U=W+QU:内能增加为“+”,减少为“”;W:外界对系统做功(如压缩气体)为“+”,系统对外界做功(如气体膨胀)为“”;Q:系统吸收热量为“+”,系统放出热量为“”。第一类永动机违反能量守恒律。3、热力学第二定律:热力学第二定律:A、克劳修斯表述:
29、热量不可能自动地从低温物体传向高温物体。B、开尔文表述:不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功而不引起其它变化。或第二类永动机不可能制成。第二类永动机不违反能量守恒定律,但违反热力学第二定律。能源:提供可利用能量的物质。热力学第一定律指出热力学过程中的能量的守恒性;热力学第二定律热力学过程中的能量转移、转化的方向性。4 4、热力学第三定律:、热力学第三定律:绝对零度不能达到。光电效应光电效应 能级跃迁能级跃迁一、光的波长与频率的关系一、光的波长与频率的关系1、在同一介质中光速固定,波长与频率成反比,c=c=v v(为光的波长,v 为光的频率,c为光速)。2、七种可见光按频率由小到大的排序为
30、:红、橙、黄、绿、青、蓝、紫红、橙、黄、绿、青、蓝、紫二、普朗克量子假说二、普朗克量子假说量子论的主要内容: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。物质的辐射能量不是连续的,而是以量子的整数倍整数倍跳跃式变化的。三、光电效应三、光电效应1 1、光电效应:、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。2 2、光电效应的研究结果、光电效应的研究结果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。光电子的最大初动能与入射
31、光的强度无关,光随入射光频率的增大而增大。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。9 金属受到光照,光电子的发射一般不超过10秒。3 3、光子说、光子说量子论:1900 年德国物理学家普朗克普朗克提出: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.光子论:1905 年爱因斯坦爱因斯坦提出: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34率,h为普朗克恒量:h=6.6310Js4 4、光子论对光电效应的解释、光子论对光电效应的解释金属中的自
32、由电子,获得光子后其动能增大,当动能大于脱出功时,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。5、光电效应方程:光电效应方程:Ek hW0(Ek是光电子的最大初动能,当Ek=0 时,c为极限频率,c c=W0,W0是逸出功,即从金属表面金属表面直接飞出的光电子克服电荷引力所做的功,逸出逸出h功是金属的本身属性,与照射光的频率无关功是金属的本身属性,与照射光的频率无关)四、康普顿效应四、康普顿效应在研究电子对 X 射线的散射时发现有些散射波的波长比入射波的波长略大,康普顿认为这是因为光子不仅有能量,还有动量;说明了光具有粒子性光具有粒子性
33、。五、物质波五、物质波物质波也叫德布罗意波德布罗意波,任何一个运动的物体都有一种波与之对应,其频率和波长分别为h,;宏观物体也存在波动性,波长很小。hP六、波粒二象性六、波粒二象性干涉、衍射和偏振干涉、衍射和偏振以无可辩驳的事实表明光具有波动性光具有波动性;光电效应和康普顿效应光电效应和康普顿效应又用无可辩驳的事实表明光具有粒子性光具有粒子性,由于光既有波动性,又有粒子性,只能认为光具有波粒二光具有波粒二象性象性。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,现出粒子性,大量光
34、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。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。七、原子能级跃迁七、原子能级跃迁1 1、玻尔理论的假设:、玻尔理论的假设: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,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。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hvhv=E Em mE En n轨道量子化假设,原子的不
35、同能量状态,跟电子不同的运行轨道相对应。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。22-102 2、玻尔计算公式:、玻尔计算公式:rn=n r1 ,En=E1/n (n=1,2,3)r1=0.5310 m,E1=-13.6eV,分别代表第一条(即离核最近的离核最近的)可能轨道的半径和电子在这条轨道上运动时的能量。3 3、从高能级向低能级跃迁时放出光子;从低能级向高能级跃迁时可能是吸收光子,也可能是由于碰撞(碰撞时实物粒子的动能可全部或部分地被电子吸收);原子从低能级向高能级跃迁时只能吸收一定频率的光子;而从某一能级到被电离可以吸收能量大于或等于电离能的任何频率的光子。(光电效应)4
36、4、一群氢原子处于量子数为n 的能级时(n1),可能辐射出的光谱线条数为N=N=n(n-1)/2n(n-1)/2。原子结构原子结构原子核原子核一、主要实验现象:1粒子散射实验:粒子散射实验:(1)19091911 年,英国物理学家卢瑟福和他的助手进行了用粒子轰击金箔的实验,实验发现绝大多数粒子穿过金箔后基本上仍沿原来方向前进,但有少数粒子发生了大角度偏转,偏转的角度甚至大于90,也就是说它们几乎被“撞”了回来。(如图所示)(2)原子的核式结构模型:在原子中心有一个很小的核,原子全部的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。2.天然放射现象:天然放射现象:元素自发地放出
37、射线的现象,首先由贝克勒尔发现。天然放射现象的发现,说明原子核具有复杂的结构。二、原子核衰变:二、原子核衰变:1衰变、衰变的比较类型方程实质规律2 2三种射线的成分和性质三种射线的成分和性质名称射线射线射线3.3.衰变次数的计算方法衰变次数的计算方法若ZXZYn2Hem1e,则AA4n,ZZ2nm,解以上两式即可求出m和n。4.4.两类核衰变在磁场中的径迹两类核衰变在磁场中的径迹匀强磁场中轨迹衰变AZAA40衰变AZ衰变4XZ2Y2HeA4AZXZ1Y1eA02 个质子和 2 个中子结合成一个整体射出原子核内1个中子转化为1个质子和1个电子21H20n2He电荷数守恒、质量数守恒、动量守恒11
38、410n1H1e10构成氦核电子光子符号42电离作用最强较强最弱穿透能力最弱较强最强Hee01XZ2Y2HeA44两圆外切,粒子半径大匀强磁场中轨迹衰变AZXZ1Y1eA0两圆内切,粒子半径大三、对半衰期半衰期的理解(1)半衰期是大量原子核衰变时的统计规律,对个别或少量原子核,无半衰期可言。(2)根据半衰期的概念,可总结出公式N余N原tt11,m余m原。式中N原、m原表示衰22变前的放射性元素的原子数和质量,N余、m余表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子数和质量,t表示衰变时间,表示半衰期。四核反应核反应的四种类型类型可控性核反应方程典例衰衰变自发自发比较容易进行人工控制很难控制23892
39、23490U90Th2HeTh91Pa1e2359223402344变衰变重核裂变轻核聚变U0n56Ba36Kr30n23592211144891U0n54Xe38Sr100nH1H2He0nN2He8O1H9121417134114 71136901(卢瑟福发现质子)人工转变人工控制42He4Be 6C0nAl2He 15P0nP14Si1e3004301(查德威克发现中子)27133015(约里奥居里夫妇发现放射性同位素,同时发现正电子)五核能五核能1核能释放的两种途径的理解(1)使较重的核分裂成中等大小的核。(2)较小的核结合成中等大小的核,核子的比结合能都会增加,都可以释放能量。2.核能的计算方法:书写核反计算质量利用Emc应方程亏损m计算释放的核能(1)根据Emc计算。计算时m的单位是“kg”,c的单位是“m/s”,E的单位是“J”。(2)根据Em931.5 MeV计算。因 1 原子质量单位“u”相当于 931.5 MeV的能量,所以计算时m的单位是“u”,E的单位是“MeV”。22