物理选修3-5知识点整理

第十六章   动量

• 动量

物体的质量与速度的乘积；矢量；状态量；p=mv；单位是kg ·m/s；1kg ·m/s=1 N·s。

• 动量守恒定律

一个系统不受外力或者所受外力之和为零，这个系统的总动量保持不变。

公式：m₁v₁+m₂v₂ = m₁v₁’+m₂v₂’

• 动量守恒定律成立的条件

系统不受外力或者所受外力的矢量和为零；内力远大于外力；如果在某一方向上合外力为零，那么在该方向上系统的动量守恒。

• 碰撞

物体间相互作用持续时间很短，而物体间相互作用力很大；系统动量守恒。

• 弹性碰撞

如果碰撞过程中系统的动能损失很小，可以略去不计，这种碰撞叫做弹性碰撞。

• 非弹性碰撞

碰撞过程中需要计算损失的动能的碰撞；如果两物体碰撞后黏合在一起，这种碰撞损失的动能最多，叫做完全非弹性碰撞。

 

第十七章  波粒二象性

• 热辐射

一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关，所以叫做热辐射。

• 黑体

如果某种物体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，这种物质就是绝对黑体，简称黑体。

• 黑体辐射

黑体辐射的电磁波的强度按波长分布，只与黑体的温度有关。

• 黑体辐射规律

一方面随着温度升高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。

• 能量子

普朗克认为振动着的带电粒子的能量只能是某一最小能量的整数倍，这个不可再分的最小能量值叫做能量子；并且=h，是电磁波的频率，h为普朗克常量，h=6.6310J·s；光子的能量为h。

• 光电效应

照射到金属表面的光使金属中的电子从表面逸出的现象；逸出的电子称为光电子；电子脱离某种金属所做功的最小值叫逸出功；光电子的最大初动能E=h－W；每种金属都有发生光电效应的极限频率和相应的红线波长；光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大。

• 康普顿效应

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。

• 光的波粒二象性

光的波动性和粒子性是光在不同条件下的具体表现，具有统一性；光子数量少时，粒子性强，数量多时，波动性强；频率高粒子性强，波长大波动性强。

• 物质波

也叫德布罗意波；任何一个运动的物体都有一种波与之对应，其波长=；宏观物体也存在波动性，波长很小。

 

第十八章  原子物理

• 电子的发现

1897年，英国物理学家汤姆生发现了电子，并提出了原子的枣糕式模型。

• 粒子散射实验

1909—1911年，英国物理学家卢瑟福用粒子轰击金箔，发现绝大多数粒子穿过金箔后基本上按原来的方向前进，少数粒子发生了大角度偏转，极少数粒子甚至被弹回；提出了核式结构模型。

• 玻尔原子理论的三条假说

原子中电子运动轨道量子化假说，即原子的不同能量状态对应于电子的不同运行轨道，电子可能的运动轨道是不连续的。

原子能量的量子化假说，即原子只能处于一系列不连续的能量状态中，一种能量值对应一种状态，这些状态叫做定态；

原子能级的跃迁假说，即原子从一种定态跃迁到另一种定态时，原子辐射或者吸收一定频率的光子，光子的能量差由这两种定态的能量差决定，h=E－E；

• 能级

在玻尔模型中，原子的可能状态是不连续的，因此各状态对应的能量也是不连续的，这些能量值叫做能级；各状态的标号1、2、3……叫做量子数，通常用n表示；能量最低的状态叫做基态，其他状态叫做激发态；基态和激发态的能量分别用E、E、E……表示。

• 氢原子能级

E=－13.6eV，E=－3.4eV，E=－1.51eV；满足E=E（n=1，2，3，…）。

• 原子跃迁

只发出或吸收特定频率的光；可能直接跃迁或间接跃迁，两种情况辐射或吸收的光子的频率不同；一群处于n=k能级的氢原子向基态或较低激发态跃迁时，可能产生的光谱线条数N=。

• 电离

若想把处于某一定态上的原子的电子电离出去，就需要给原子一定的能量；如氢原子基态电子电离的电离能是13.6eV，只要等于或大于13.6eV的光子都能使基态的氢原子吸收而发生电离，入射光的能量越大，原子电离后产生的自由电子的动能越大。

• 电子云

玻尔模型引入了量子化观点，但不完善；在量子力学中，核外电子并没有确定的轨道，玻尔的电子轨道只不过是电子出现概率较大的地方；把电子的概率分布用图像表示时，用小黑点的稠密程度代表概率的大小，其结果如同电子在原子核周围形成云雾，称为“电子云”。

第十九章 原子核

1. 原子核

由质子和中子组成；质子数决定元素的化学性质；同种元素的质子数和核外电子数相同，但中子数可以不同。

2. 射线：氦核流，穿透能力差，电离能力强

射线：电子流，穿透能力较强，电离能力较差

射线：光子流（电磁波），穿透能力最强，电离能力最差

3. 同位素

具有相同质子数、不同中子数的原子互称同位素；氕（H）、氘（H）、氚（H）是氢的三种同位素，化学性质相同。

4. 原子核的衰变

天然放射现象说明原子核具有复杂的结构，原子核放出粒子或粒子，放出后就变成新的原子核，这种变化称为原子核的衰变；原子核衰变前后的电荷数和质量数都守恒。

5. 衰变

XY+He；UTh+He。

6. 衰变  

XY + e；  ThPa  + e

实质是：原子核内的中子转化成了一个质子和一个电子 n H  + e

 

 

 

 

7. 衰变

伴随着衰变和衰变同时发生；放出光子流；不改变原子核的质量数和电荷数；实质是当放射性物质发生衰变和衰变时，产生的某些新核由于具有过多的能量而处于高能级，在向低能级跃迁的过程中放出射线。

8. 半衰期

放射性元素的原子核有半数发生衰变所用的时间；大量原子核衰变遵循的规律；用符号表示；大小由放射性元素的原子核内部的本身因素决定，跟原子所处的物理状态和化学状态无关。

• 核反应规律

遵循质量数守恒而不是质量守恒，核反应中一般会有质量亏损，从而释放出核能，而原子核分解成质子和中子时要吸收一定的能量；这两种过程都遵循爱因斯坦质能方程。E = mc²

 

• 原子核的人工转变

1919年卢瑟福发现质子：N+HeO+H

1932年查德威克发现了中子：Be+HeC+n

1934年约里奥·居里夫妇发现正电子：Al+HeP+n，PSi+e

• 重核裂变

重核俘获一个中子后分裂成几个中等质量核的反应过程；核反应堆原理

U + n Ba + Kr +3n

• 链式反应

重核裂变时放出几个中子，再引起其它重核裂变而使裂变反应不断自动进行下去；原子弹原理；为使裂变的链式反应容易发生，最好用铀235。

• 轻核聚变

把轻核结合成质量较大的核释放出核能的反应；又称热核反应；与重核裂变相比释放的核能更多；宇宙中普遍存在；氢弹爆炸原理；除氢弹外，人类无法控制热核反应。

H + H He +n

• 放射性的应用和防护
• 穿透本领强：γ射线探伤、测厚度 ②消除静电 ③控制病变组织 ④使基因变异、育种 ⑤作为示踪原子

要防止放射线对人类和自然的破坏，生活中要有防护放射性物质的意识，尽可能远离放射源。