物理选修3-5知识点总结

一、动量守恒定律

1、 动量守恒定律的条件：系统所受的总冲量为零（不受力、所受外力的矢量和为零或外力的作用远小于系统内物体间的相互作用力），即系统所受外力的矢量和为零。（碰撞、爆炸、反冲） 注意：内力的冲量对系统动量是否守恒没有影响，但可改变系统内物体的动量。内力的冲量是系统内物体间动量传递的原因，而外力的冲量是改变系统总动量的原因。

2、动量守恒定律的表达式m1v1+m2v2=m1v1’+m2v2’（规定正方向）△p1=△p2’

3、某一方向动量守恒的条件：系统所受外力矢量和不为零，但在某一方向上的力为零，则系统在这个方向上的动量守恒。必须注意区别总动量守恒与某一方向动量守恒。

4、碰撞（1）完全非弹性碰撞：获得共同速度，机械能损失最多，动量守恒；（2）弹性碰撞：碰撞前后机械能相等，动量守恒。 特例1：A、B两物体发生弹性碰撞，设碰前A初速度为v0，B静止，则碰后速度vA＝m1－m22m1v0，vB＝v0 。 特例2：m1＋m2m1＋m2

对于一维弹性碰撞，若两个物体质量相等，则碰撞后两个物体互换速度 （即碰后A的速度等于碰前B的速度，碰后B的速度等于碰前A的速度）

（3）一般碰撞：有完整的压缩阶段，只有部分恢复阶段，动量守恒，动能减小。

5、人船模型——两个原来静止的物体（人和船）发生相互作用时，不受其它外力，对这两个物体组成的系统来说，动量守恒，且任一时刻的总动量均为零，由动量守恒定律，有 mv = Mv’ （注意：几何关系）

二、量子理论的建立 黑体和黑体辐射

1、量子理论的建立：19xx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= hν，h为普朗克常数（6.63×10-34J·s）

2、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。

3、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）

三、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。（实验图在课本）

（2）光电效应的研究结果：新教材：①存在饱和光电流，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：光电子具有一定的初速度，初速度的上限vc2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，当入射光的频率低于截止频率时不能发生光电效应；④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。

老教材：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，才能产生光电效应；低于这个频率的光不能产生光电效应；②光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随着入射光频率的增大而增大；③入射光照到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过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。（3）光电管的玻璃泡的内半壁涂有碱金属作为阴极K（与电源负极相连），是因为碱金属有较小的逸出功。

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：EK = h - WO 同时，h截止 = WO （Ek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正电荷引力所做的功。）

四、康普顿效应（表明光子具有动量）

1、1918-19xx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

五、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又用无可辩驳的事实表明光是一种粒子，由于光既有波动性，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：19xx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。

4、概率波：从光子的概念上看，光波是一种概率波。

5、不确定关系：△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。 （粒子位置的不确定量△x越小，粒子动量的不确定量△p越大）

六、原子核式模型机构

1、1897年汤姆生（英）发现了电子，提出原子的枣糕模型，揭开了研究原子结构的序幕。（谁发现了阴极射线？） 2、19xx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°。

3、卢瑟福在19xx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里，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转。

按照这个学说，可很好地解释α粒子散射实验结果，α粒子散射实验的数据还可以估计原子核的大小（数量级为10-15m）和原子核的正电荷数。（ 原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数。）

七、氢原子的光谱

1、光谱的种类：（1）发射光谱：物质发光直接产生的光谱。炽热的固体、液体及高温高压气体发光产生连续光谱；稀薄气体发光产生线状谱，不同元素的线状谱线不同，又称特征谱线。 （2）吸收光谱：连续谱线中某些频率的光被稀薄气体吸收后产生的光谱，元素能发射出何种频率的光，就相应能吸收何种频率的光，因此吸收光谱也可作元素的

特征谱线。

2、氢原子的光谱是线状的（这些亮线称为原子的特征谱线），即辐射波长是分立的。

3、基尔霍夫开创了光谱分析的方法：利用元素的特征谱线（线状谱或吸收光谱）鉴别物质的分析方法。

八、原子的能级

1、卢瑟福的原子核式结构学说跟经典的电磁理论发生矛盾（矛盾为：a、原子是不稳定的；b、原子光谱是连续谱），19xx年玻尔（丹麦）在其基础上，把普朗克的量子理论运用到原子系统上，提出玻尔理论。

2、玻尔理论的假设：（1）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，这些状态叫做定态。氢原子的各个定态的能量值，叫做它的能级。原子处于最低能级时电子在离核最近的轨道上运动，这种定态叫做基态；原子处于较高能级时电子在离核较远的轨道上运动的这些定态叫做激发态。 （2）原子从一种定态（设能量为En）跃迁到另一种定态（设能量为Em）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 h = En—Em 。 （3）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。

3、玻尔计算公式：rn =n2 r1(n=1,2,3,…) r1 =0.53×10-10 m , En = E1 (n=1,2,3,…) E1 = n2

-13.6eV ,分别代表第一条（即离核最近的）可能轨道的半径和电子在这条轨道上运动时的能量。（选定离核无限远处的电势能为零，电子从离核无限远处移到任一轨道上，都是电场力做正功，电势能减少，所以在任一轨道上，电子的电势能都是负值，而且离核越近，电势能越小。）

4、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（用加热的方法，使分子热运动加剧，分子间的相互碰撞可以传递能量）。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。

5、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N=k(k－1)/2。

6、玻尔模型的成功之处在于它引入了量子概念（提出了能级和跃迁的概念，能解释气体导电时发光的机理、氢原子的线状谱），局限之处在于它过多地保留了经典理论（经典粒子、轨道等），无法解释复杂原子的光谱。

7、现代量子理论认为电子的轨道只能用电子云来描述。

8、光谱测量发现原子光谱是线状谱和夫兰克—赫兹实验证实了原子能量的量子化（即原子中分立能级的存在）

九、原子核的组成

1、19xx年卢瑟福用α粒子轰击氮原子核发现质子即氢原子核。核反应方程14

741N＋2He→17

8O＋1H。

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

9121线即为设想中的中子。核反应方程4

2a＋4Be→6C＋0n。

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。

4、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：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。

十、原子核的衰变 半衰期

1、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。）。α衰变

(A－A')(A－A')n＝＋Z'－Z。 ；β衰变m＝42

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。N余= N原（1/2）t/T， m余= m原（1/2）t/T 。

十一、放射性的应用与防护 放射性同位素

1、放射性同位素的应用：a、利用它的射线（贯穿本领、电离作用、物理和化学效应）；b、做示踪原子。

2、放射性同位素的防护：过量的射线对人体组织有破坏作用，这些破坏往往是对细胞核的破坏，因此，在使用放射性同位素时，必须注意人身安全，同时要放射性物质对空气、水源等的破坏。

十二、核力与结合能 质量亏损

1、由于核子间存在着强大的核力（核子之间的引力，特点：①核力与核子是否带电无关②短程力，其作用范围为1.5×10-15m ，只有相邻的核子间才发生作用），所以核子结合成原子核或原子核分解为核子时，都伴随着巨大的能量变化。核子结合为原子核时释放的能量或原子核分解为核子时吸收的能量叫原子核的结合能，亦称核能。

2、我们把核子结合生成原子核，所生成的原子核的质量比生成它的核子的总质量要小些，这种现象叫做质量亏损。爱因斯坦在相对论中得出物体的质量和能量间的关系式 E=mc2_，就是著名的质能联系方程，简称质能方程。 1u= 1.6606×10-27_ kg 相当于931.5 MeV （此结论在计算中可直接应用）。(1eV=1.6×10-19 J)

十三、原子核的人工转变

原子核在其他粒子的轰击下产生新核的过程，称为核反应（原子核的人工转变）。在核反应中电荷数和质量数都是守恒的。 举例：（1）如α粒子轰击氮原子核发现质子；（2）19xx年，约里奥·居里和伊丽芙·居里夫妇在用α粒子轰击铝箔时，除探测到预料中的中子外，还探测到了正电子。核反应方程2He＋13Al→15P＋0n这是第一次用人工方法得到放射性同位素。

十四、重核的裂变 轻核的聚变

1、凡是释放核能的核反应都有质量亏损。核子组成不同的原子核时，平均每个核子的427301

质量亏损是不同的，所以各种原子核中核子的平均质量不同。核子平均质量小的，每个核子平均放的能多。铁原子核中核子的平均质量最小，所以铁原子核最稳定。凡是由平均质量大的核，生成平均质量小的核的核反应都是释放核能的。

2、19xx年德国化学家哈恩和斯特拉斯曼发现重核裂变，即一个重核在俘获一个中子后，分裂成几个中等质量的核的反应过程,这发现为核能的利用开辟了道路。铀核裂变的核反

1144891应方程235U＋n→Ba＋Kr＋392056360n。

3、由于中子的增殖使裂变反应能持续地进行的过程称为链式反应。为使其容易发生，最好使用纯铀235。因为原子核非常小，如果铀块的体积不够大，中子从铀块中通过时，可能还没有碰到铀核就跑到铀块外面去了，因此存在能够发生链式反应的铀块的最小体积，即临界体积。发生链式反应的条件是裂变物的体积大于临界体积，并有中子进入。应用有原子弹、核反应堆。

2344、轻核结合成质量较大的核叫聚变。（例：1H＋1H→2He＋01n＋17.6MeV）发生聚

变的条件是：超高温（几百万度以上），因此聚变又叫热核反应。 太阳的能量产生于热核反应。可以用原子弹来引起热核反应。应用有氢弹、可控热核反应。

第二篇：物理选修3-5 知识点总结提纲 精华版

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.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。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”。碰撞前后物体系总动能守恒；“非弹性碰撞”，完全非弹性碰撞是非弹性碰撞的特例，这种碰撞，物体在相碰后粘合在一起，动能损失最大。

    各类碰撞都遵守动量守恒定律和能量守恒定律，不过在非弹性碰撞中，有一部分动能转变成了其他形式能量，因此动能不守恒了。

二、验证动量守恒定律（实验、探究）  Ⅰ

【实验目的】研究在弹性碰撞的过程中，相互作用的物体系统动量守恒．

【实验原理】利用图2-1的装置验证碰撞中的动量守恒，让一个质量较大的球从斜槽上滚下来，跟放在斜槽末端上的另一个质量较小的球发生碰撞，两球均做平抛运动．由于下落高度相同，从而导致飞行时间相等，我们用它们平抛射程的大小代替其速度．小球的质量可以测出，速度也可间接地知道，如满足动量守恒式m₁v₁=m₁v₁＇+m₂v₂＇，则可验证动量守恒定律．

进一步分析可以知道，如果一个质量为m₁，速度为v₁的球与另一个质量为m₂，速度为v₂的球相碰撞，碰撞后两球的速度分别为v₁＇和v₂＇，则由动量守恒定律有：m₁v₁=m₁v₁＇+m₂v₂＇.

【实验器材】两个小球（大小相等，质量不等）；斜槽；重锤线；白纸；复写纸；天平；刻度尺；圆规．

【实验步骤】

1.用天平分别称出两个小球的质量m₁和m₂；

2.按图2-1安装好斜槽，注意使其末端切线水平，并在地面适当的位置放上白纸和复写纸，并在白纸上记下重锤线所指的位置O点.

3.首先在不放被碰小球的前提下，让入射小球从斜槽上同一位置从静止滚下，重复数次，便可在复写纸上打出多个点，用圆规作出尽可能小的圆，将这些点包括在圆内，则圆心就是不发生碰撞时入射小球的平均位置P点如图2-2。

4.将被碰小球放在斜槽末端上，使入射小球与被碰小球能发生正碰；

5.让入射小球由某一定高度从静止开始滚下，重复数次，使两球相碰，按照步骤(3)的办法求出入球落地点的平均位置M和被碰小球落地点的平均位置N；

6.过ON在纸上做一条直线，测出OM、OP、ON的长度；

7.将数据代入下列公式，验证公式两边数值是否相等（在实验误差允许的范围内）：m₁·OP=m₁·OM+m₂·ON

【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．测定两球速度的方法，是以它们做平抛运动的水平位移代表相应的速度．

3．斜槽末端必须水平，检验方法是将小球放在平轨道上任何位置，看其能否都保持静止状态．

4．入射球的质量应大于被碰球的质量．

5．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．

6．实验过程中，实验桌、斜槽、记录的白纸的位置要始终保持不变．

7．m₁·OP=m₁·OM+m₂·ON式中相同的量取相同的单位即可．

【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．

下列一些原因可能使实验产生误差：

1．若两球不能正碰，则误差较大；

2．斜槽末端若不水平，则得不到准确的平抛运动而造成误差；

3．O、P、M、N各点定位不准确带来了误差；

4．测量和作图有偏差；

5．仪器和实验操作的重复性不好，使得每次做实验时不是统一标准．

三、弹性碰撞和非弹性碰撞  Ⅰ

碰撞：相互运动的物体相遇，在极短的时间内，通过相互作用，运动状态发生显著变化的过程叫碰撞。

                   

                   

⑴完全弹性碰撞：在弹性力的作用下，系统内只发生机械能的转移，无机械能的损失，称完全弹性碰撞。

⑵非弹性碰撞：非弹性碰撞：在非弹性力的作用下，部分机械能转化为物体的内能，机械能有了损失，称非弹性碰撞。

⑶完全非弹性碰撞：在完全非弹性力的作用下，机械能损失最大（转化为内能等），称完全非弹性碰撞。碰撞物体粘合在一起，具有相同的速度。

四、普朗克量子假说    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。

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。

五、光电效应  Ⅰ

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秒。

2、波动说在光电效应上遇到的困难

    波动说认为：光的能量即光的强度是由光波的振幅决定的与光的频率无关。所以波动说对解释上述实验规律中的①②④条都遇到困难

3、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.

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：.

其中是电磁波的频率，h为普朗克恒量：h=6.63×10^－34

4、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。

5．光电效应方程：

E_k 是光电子的最大初动能，当E_k =0 时，n_c为极限频率，n_c=.

六、光的波粒二象性   物质波  Ⅰ

光既表现出波动性，又表现出粒子性

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。满则下列关系：

从光子的概念上看，光波是一种概率波.

七、原子核式结构模型  Ⅰ

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.

①装置：如右图。

②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。

⑵原子的核式结构模型：

    由于粒子的质量是电子质量的七千多倍，所以电子不会使粒子运动方向发生明显的改变，只有原子中的正电荷才有可能对粒子的运动产生明显的影响。如果正电荷在原子中的分布，像汤姆生模型那模均匀分布，穿过金箔的粒了所受正电荷的作用力在各方向平衡，粒了运动将不发生明显改变。散射实验现象证明，原子中正电荷不是均匀分布在原子中的。

    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。

    原子核半径约为10^-15m，原子轨道半径约为10^-10m。

⑶光谱 

①观察光谱的仪器，分光镜    

②光谱的分类，产生和特征   

③ 光谱分析：

    一种元素，在高温下发出一些特点波长的光，在低温下，也吸收这些波长的光，所以把明线光波中的亮线和吸收光谱中的暗线都称为该种元素的特征谱线，用来进行光谱分析。

八、氢原子光谱  Ⅰ

氢原子是最简单的原子，其光谱也最简单。

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：      n=3，4，5，…

式中R叫做里德伯常量，这个公式成为巴尔末公式。

除了巴耳末系，后来发现的氢光谱在红外和紫个光区的其它谱线也都满足与巴耳末公式类似的关系式。

氢原子光谱是线状谱，具有分立特征，用经典的电磁理论无法解释。

九、原子的能级  Ⅰ

玻尔的原子模型

⑴原子核式结构模型与经典电磁理论的矛盾（两方面）

    a电子绕核作圆周运动是加速运动，按照经典理论，加速运动的电荷，要不断地向周围发射电磁波，电子的能量就要不断减少，最后电子要落到原子核上，这与原子通常是稳定的事实相矛盾。

    b电子绕核旋转时辐射电磁波的频率应等于电子绕核旋转的频率，随着旋转轨道的连续变小，电子辐射的电磁波的频率也应是连续变化，因此按照这种推理原子光谱应是连续光谱，这种原子光谱是线状光谱事实相矛盾。

⑵玻尔理论

    上述两个矛盾说明，经典电磁理论已不适用原子系统，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，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E_m）跃迁到另一定态（设能量为E_n）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=E_m－E_n

    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。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。

⑶玻尔的氢子模型：

    ①氢原子的能级公式和轨道半径公式：玻尔在三条假设基础上，利用经典电磁理论和牛顿力学，计算出氢原子核外电子的各条可能轨道的半径，以及电子在各条轨道上运行时原子的能量，（包括电子的动能和原子的热能。）

    ②氢原子的能级图：氢原子的各个定态的能量值，叫氢原子的能级。按能量的大小用图开像的表示出来即能级图。

    其中n=1的定态称为基态。n=2以上的定态，称为激发态。

十、原子核的组成   Ⅰ

原子核

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。

放射性：物质能发射出上述射线的性质称放射性

放射性元素：具有放射性的元素称放射性元素

天然放射现象：某种元素自发地放射射线的现象，叫天然放射现象。这表明原子核存在精细结构，是可以再分的。

⑵放射线的成份和性质：用电场和磁场来研究放射性元素射出的射线，在电场中轨迹，如：图1

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

十一、原子核的衰变   半衰期  Ⅰ

    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   

    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变为一个质子和一个电子，即：.

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。

    ⑵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。

    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。

十二、放射性的应用与防护   放射性同位素  Ⅰ

放射性同位素：有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素

同位素：具有相同的质子和不同中子数的原子互称同位素，放射性同位素：具有放射性的同位素叫放射性同位素。

    正电子的发现：用粒子轰击铝时，发生核反应。

1934年，约里奥—居里夫妇发现经过α粒子轰击的铝片中含有放射性磷，

即：

反应生成物P是磷的一种同位素，自然界没有天然的，它是通过核反应生成的人工放射性同位素。

与天然的放射性物质相比，人造放射性同位素：

1、放射强度容易控制

2、可以制成各种需要的形状

3、半衰期更短

4、放射性废料容易处理

放射性同位素的应用：

①利用它的射线

A、由于γ射线贯穿本领强，可以用来γ射线检查金属内部有没有砂眼或裂纹，所用的设备叫γ射线探伤仪．

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

②作为示踪原子：用于工业、农业及生物研究等.

棉花在结桃、开花的时候需要较多的磷肥，把磷肥喷在棉花叶子上，磷肥也能被吸收．但是，什么时候的吸收率最高、磷在作物体内能存留多长时间、磷在作物体内的分布情况等，用通常的方法很难研究．如果用磷的放射性同位素制成肥料喷在棉花叶面上，然后每隔一定时间用探测器测量棉株各部位的放射性强度，上面的问题就很容易解决．

放射性的防护：

⑴在核电站的核反应堆外层用厚厚的水泥来防止放射线的外泄

⑵用过的核废料要放在很厚很厚的重金属箱内，并埋在深海里

⑶在生活中要有防范意识，尽可能远离放射源

十三、核反应方程  Ⅰ

1.熟记一些实验事实的核反应方程式。

⑴卢瑟福用α粒子轰击氦核打出质子： 

⑵贝克勒耳和居里夫人发现天然放射现象：

α衰变：   

β衰变：   

⑶查德威克用α粒子轰击铍核打出中子：    

⑷居里夫人发现正电子：    

⑸轻核聚变：      

⑹重核裂变：

2.熟记一些粒子的符号

 α粒子（）、质子（）、中子（）、电子（）、氘核（）、氚核（）3.注意在核反应方程式中，质量数和电荷数是守恒的。

处理有关核反应方程式的相关题目时，只要做到了以上几点，即可顺利解决问题。

十四、重核裂变   核聚变  Ⅰ

    释放核能的途径——裂变和聚变

    ⑴裂变反应：

    ①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：

    ②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： 临界体积，极高的温度.

    ③裂变时平均每个核子放能约200Mev能量

    1kg全部裂变放出的能量相当于2800吨煤完全燃烧放出能量！

    ⑵聚变反应：

    ①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：

    ②一个氘核与一个氚核结合成一个氦核时（同时放出一个中子），释放出17.6MeV的能量，平均每个核子放出的能量3MeV以上。比列变反应中平均每个核子放出的能量大3~4倍。

    ③聚变反应的条件；几百万摄氏度的高温。