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文檔簡介

物理學科單元教學設(shè)計資源共享記錄表單元內(nèi)容:光和原子物理一知識點歸納電磁場與電磁波:電磁場常識性了解,理解c=λf,記住真空中的光速c=3.00×108m/s。知道光在不同媒質(zhì)中傳播,頻率不變,速度和波長改變。光的性質(zhì):1.光的“波動說”和“微粒說”:注意相關(guān)史實?;莞沟牟▌诱f,解釋光的折射和獨立傳播。牛頓的微粒說,彈性小球解釋光的直線傳播和在介質(zhì)界面的反射現(xiàn)象,各自的成功和局限。托馬斯?楊的雙縫干涉實驗和麥克斯韋的電磁波理論,赫茲通過實驗計算出電磁波的波長和頻率。愛因斯坦的光子說。光的波粒二象性。2.光的干涉:a.現(xiàn)象:薄膜干涉(肥皂膜,油膜),雙縫干涉。b.產(chǎn)生的條件:相干光束(包括產(chǎn)生的方法)c.條紋的特點:中心區(qū)域條紋間距相等,不同的單色光的條紋寬度不等。復色光是彩色條紋。3.光的衍射:a.現(xiàn)象:單縫衍射,小孔衍射,泊松亮斑,多縫衍射(羽毛,CD片,激光防偽圖案)b.產(chǎn)生的條件:障礙物(或狹縫)的尺寸接近或小于光的波長。c.條紋的特點:條紋間距不相等,中間條紋最寬,不同的單色光的中間條紋寬度不等。白光是彩色條紋,中間條紋是白色。4.光的電磁說:常識性了解(紅外線,紫外線等)。為光電效應(yīng)中的極限頻率作準備。5.光電效應(yīng):a.現(xiàn)象:實驗裝置(對照圖片)及實驗現(xiàn)象,光電子。b.特點:瞬時性,極限頻率,最大初動能,光電流強度。c.解釋:光子說。d.應(yīng)用:光電管。原子物理:英國劍橋大學卡文迪許實驗室湯姆遜——→從陰極射線發(fā)現(xiàn)電子(1897)——→原子可分——→棗糕模型(1904)。湯姆遜的學生盧瑟福—→α粒子散射實驗(1901-1911年)——→核式模型(1911)。α粒子散射實驗:裝置,現(xiàn)象(絕大多數(shù),少數(shù),極少數(shù),個別)。原子半徑:10-10m,原子核的大小:10-15m—10-14m。盧瑟?!l(fā)現(xiàn)質(zhì)子:裝置,方程。(預(yù)言中子的存在)盧瑟福的學生查德威克———→發(fā)現(xiàn)中子:方法,方程。原子的組成:原子核和電子。原子核由核子(中子和質(zhì)子)組成。貝克勒爾———→發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象(1896)———→揭示原子核可分。三種射線:本質(zhì),性質(zhì)(速度,電離作用,穿透本領(lǐng))。α衰變及衰變方程,β衰變及實質(zhì)知道人工轉(zhuǎn)變;理解原子核符號,會計算質(zhì)子數(shù)和中子數(shù);理解核反應(yīng)方程,知道質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒。了解部分:d.應(yīng)用:光電管(陰極,陽極),電路連接,工作原理。E=hυ,玻爾理論(定態(tài)和躍遷),物質(zhì)的波粒二象性;了解半衰期;知道反粒子。

二物理學史資料惠更斯提出了光的波動說;牛頓主張光是一種微粒(微粒說);倫琴發(fā)現(xiàn)了X射線;麥克斯韋從理論上預(yù)言了電磁波的存在,赫茲用實驗證實了電磁波的存在;麥克斯韋從理論上預(yù)言了光是一種電磁波;托馬斯·楊的干涉實驗,有力地證明了光具有波動性;愛因斯坦在解釋光電效應(yīng)規(guī)律時,提出了光子學說;湯姆生發(fā)現(xiàn)電子表明原子內(nèi)部是有復雜的結(jié)構(gòu)的盧瑟福根據(jù)α粒子的散射,提出了原子的核式結(jié)構(gòu)學說;盧瑟福通過人工轉(zhuǎn)變,用α粒子轟擊氮核,發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子,并預(yù)言了中子的存在;查德威克用α粒子轟擊鈹核,發(fā)現(xiàn)了中子;首先發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象的是貝克勒耳。居里夫婦用a粒子轟擊鋁箔時發(fā)現(xiàn)了正電子;三光的波粒二象性知識點復習波動說和微粒說:荷蘭物理學家惠更斯提出了光的波動學說,解釋了光的折射和獨立傳播。但是著名物理學家牛頓卻支持微粒說.微粒說很容易解釋光的直進現(xiàn)象,解釋光的反射也很容易。光的微粒說和波動說各有成功的一面,但都不能完滿地解釋當時知道的各種光現(xiàn)象.光的干涉:a.現(xiàn)象:(1)雙縫干涉:英國物理學家托馬斯·楊,在實驗室里成功地觀察到了光的干涉現(xiàn)象.(2)薄膜干涉(肥皂液薄膜,油膜,增透膜)豎立的肥皂液薄膜,由于重力的作用,成了上薄下厚的楔形.酒精燈火焰的光照射到薄膜上時,從膜的前表面和后表面分別反射出來,形成兩列波,這兩列波的頻率相同,所以能產(chǎn)生干涉.在薄膜的某些地方,兩列波反射回來時恰是波峰和波峰疊加、波谷和波谷疊加,使光波的振動加強,形成黃色的亮條紋;在另外一些地方,兩列波的波峰和波谷疊加,使光波的振動互相抵消,形成暗條紋.b.產(chǎn)生條件:相干光束c.條文特點:1.在雙縫干涉現(xiàn)象里,明條紋或暗條紋之間的距離,總是相等的.2.在狹縫間的距離和狹縫與屏的距離都不變的條件下,用不同顏色的光做實驗.條紋間的間隔是不同的.紅光的條紋間隔最大,紫光的條紋間隔最?。?.用白光照射,看到彩色花紋d.光的干涉在技術(shù)上的應(yīng)用1.干涉法檢查平整度2.增透膜光的衍射a.現(xiàn)象:光離開直線路徑繞到障礙物陰影里去的現(xiàn)象,這種現(xiàn)象叫光的衍射.衍射時產(chǎn)生的明暗條紋或光環(huán),叫衍射圖樣.(1)單縫衍射:(2)小孔衍射:(3)園盤衍射:在不透明圓板的陰影中心,有一個亮斑.這就是著名的泊松亮斑.(4)多縫衍射:羽毛,CD片,激光防偽圖案b.產(chǎn)生條件:障礙物(或狹縫)的尺寸接近或小于光的波長c.條文特點:(1)條紋間距不相等,中間最寬。(2)不同的單色光的中間條紋寬度不等,紅光最寬,紫光最窄。(波長越長越容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象。)(3)白光是彩色條紋,中間條紋是白色。光的干涉和衍射現(xiàn)象說明光具有波動性。光的電磁說:麥克斯韋提出光是一種電磁波.赫茲用實驗證實了電磁波也跟光波一樣具有反射、折射、干涉、衍射等性質(zhì).他還通過實驗測出了一定頻率的電磁波的波長,算出了電磁波的波速,結(jié)果跟麥克斯韋關(guān)于電磁波的波速等于光速的預(yù)言符合得相當好.這就證明了麥克斯韋的光的電磁理論是正確的.波長與頻率的乘積等于波速(SKIPIF1<0),這個關(guān)系對于一切波都是適用的.不同色光在真空中的傳播速度相同,(光在真空或空氣中的傳播速度約為3.00×108米/秒)而波長不同,因而它們的頻率也不同,波長越長頻率越小,波長越短頻率越大.電磁波譜無線電波、紅外線、可見光、紫外線、倫琴射線、γ射線合起來,構(gòu)成了范圍非常廣闊的電磁波譜光電效應(yīng)現(xiàn)象:把一塊擦得很亮的鋅板連接在靈敏驗電器上,用弧光燈照鋅板(圖8-14),驗電器的指針就張開一個角度,定義:在光(包括不可見光)的照射下從物體發(fā)射出電子的現(xiàn)象叫做光電效應(yīng),發(fā)射出來的電子叫光電子.特點:任何一種金屬,都有一個極限頻率,入射光的頻率必須大于這個極限頻率,才能產(chǎn)生光電效應(yīng);低于這個頻率的光不能產(chǎn)生光電效應(yīng).入射光照到金屬上時,光電子的發(fā)射幾乎是瞬時的——瞬時性解釋:為了解釋光電效應(yīng)的規(guī)律,愛因斯坦提出,在空間傳播的光也不是連續(xù)的,而是一份一份的,每一份叫做一個光子,光子的能量跟它的頻率成正比,即E=hv,式中的h就是上面講的普朗克常量.這個學說后來就叫做光子說.應(yīng)用:光電管光電效應(yīng)把光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?,動作非常迅速靈敏,因此在科學技術(shù)中得到了廣泛的應(yīng)用.光電管就是適應(yīng)這種需要而制成的.圖8-15甲是一種真空光電管,玻璃泡里的空氣已經(jīng)抽出,有的光電管的玻璃泡里充有少量的惰性氣體(如氬、氖、氦等).泡的內(nèi)半壁涂有堿金屬,例如鈉、鋰、銫,作為陰極K.泡內(nèi)另有一陽極A.使用時像圖8-15乙那樣把它連在電路里,當光照射到光電管的陰極K時,電路里就產(chǎn)生電流,電流的強度取決于照射光的強度.光電管不能用強光照射,否則容易老化失效.光電管產(chǎn)生的電流很弱,應(yīng)用時可以用放大器把它放大.光的波粒二象性由于光既有波動性,又有粒子性,我們無法只用其中的一種去說明光的一切行為,只能認為光具有波粒二象性.四原子和原子核復習1.湯姆生從陰極射線發(fā)現(xiàn)了電子(1897)→原子可分→葡萄干蛋糕模型2.盧瑟?!亮W由⑸鋵嶒灒?909)→行星模型實驗裝置:在一個小鉛盒里放有少量的放射性元素釙,它發(fā)出的α粒子從鉛盒的小孔射出,形成很細的一束射線射到金箔上(圖9-2).α粒子穿過金箔后,打到熒光屏上產(chǎn)生一個個的閃光,這些閃光可以用顯微鏡觀察到.整個裝置放在一個抽成真空的容器里,熒光屏和顯微鏡能夠圍繞金箔在一個圓周上轉(zhuǎn)動,如圖9-2所示.實驗現(xiàn)象:絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后仍沿原來的方向前進,少數(shù)α粒子卻發(fā)生了較大的偏轉(zhuǎn),并且有極少數(shù)α粒子偏轉(zhuǎn)角超過了90°,有的甚至被彈回,偏轉(zhuǎn)角幾乎達到180°.這種現(xiàn)象叫做α粒子的散射.實驗結(jié)論:(1)從α粒子散射實驗的數(shù)據(jù)還可以估計出原子核的大小約為10-15~10-14米.原子半徑大約是10-10米,所以原子核的半徑只相當于原子半徑的萬分之一到十萬分之一。(2)原子核雖小,卻集中著原子的幾乎全部的質(zhì)量,因為核外電子的質(zhì)量跟原子的質(zhì)量比較起來是很微小的.(3)在原子的中心有一個很小的核,叫做原子核,原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里,帶負電的電子在核外空間里繞著核旋轉(zhuǎn).3.貝克勒爾→發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象(1896)→揭示原子核可分(1)三種射線:α射線(帶正電)——α粒子——就是氦原子核(性質(zhì):α粒子射出的速度約為光速的十分之一,但是貫穿物質(zhì)的本領(lǐng)很?。徊贿^它有很強的電離作用,很容易使空氣電離,使照相底片感光的作用也很強.)β射線(帶負電)——高速運動的電子流(性質(zhì):β射線的貫穿本領(lǐng)較強,但它的電離作用比較弱.)γ射線(不帶電)——光子流(性質(zhì):β射線的貫穿本領(lǐng)很強,但它的電離作用很弱.)(2)放射性元素的衰變(簡稱:衰變)原子核由于放出某種粒子而轉(zhuǎn)變?yōu)樾潞说淖兓凶鲈雍说乃プ儯玮櫤?,放出一個α粒子后,就變成了新的原子核(鈾238核放出α粒子變成釷234核的衰變)就是α衰變;放出β粒子的衰變叫做β衰變.4.原子核的人工轉(zhuǎn)變(1)盧瑟?!l(fā)現(xiàn)質(zhì)子(就是氫原子核)SKIPIF1<0方法——用α粒子轟擊氮原子核的實驗;預(yù)言——中子的存在(2)查德威克——發(fā)現(xiàn)中子(不帶電)SKIPIF1<0方法——α射線轟擊鈹核5.原子的組成——原子核+電子原子核的組成——質(zhì)子+中子6.原子核的表示:SKIPIF1<0A—核子數(shù)(=質(zhì)量數(shù));Z—質(zhì)子數(shù)(=核電荷數(shù)=原子序數(shù));X—元素符號。核子數(shù)=質(zhì)子數(shù)+中子數(shù)7.核能;重核的裂變鈾核在俘獲一個中子后,發(fā)生了一個重核分裂成兩個中等質(zhì)量的核的反應(yīng)過程——重核裂變.鈾核裂變的產(chǎn)物是多種多樣的,有時裂變?yōu)殡?Xe)和鍶(Sr),有時裂變?yōu)殇^(Ba)和氪(Kr)或銻(Sb)和鈮(Nb),同時放出2~3個中子.8.鏈式反應(yīng)鈾核裂變時,同時放出2~3個中子,如果這些中子再引起其他鈾235核裂變,就可使裂變反應(yīng)不斷地進行下去.這種反應(yīng)叫做鏈式反應(yīng)(圖9-16).為了使裂變的鏈式反應(yīng)容易發(fā)生,最好是利用純鈾235.SKIPIF1<0五部分高考試題4一置于鉛盒中的放射源發(fā)射的、和射線,由鉛盒的小孔射出,在小孔外放一鋁箔后,鋁箔后的空間有一勻強電場。進入電場后,射線變?yōu)閍、b兩束,射線a沿原來方向行進,射線b發(fā)生了偏轉(zhuǎn),如圖所示,則圖中的射線a為_____g____射線,射線b為______b_______射線。(2007年高考試題)6.EQ\S(238,92)U衰變?yōu)镋Q\S(222,86)Rn要經(jīng)過m次衰變和n次衰變,則m,n分別為( B )(A)2,4。 (B)4,2。 (C)4,6。 (D)16,6。(2007年高考試題)8.光通過各種不同的障礙物后會產(chǎn)生各種不同的衍射條紋,衍射條紋的圖樣與障礙物的形狀相對應(yīng),這一現(xiàn)象說明 ( BC )(A)光是電磁波。 (B)光具有波動性。(C)光可以攜帶信息。 (D)光具有波粒二象性。(2007年高考試題)高三物理練習(光的本性、原子物理)一單選題1.在用α粒子轟擊金箔的實驗中,盧琴福觀察到的α粒子的運動情況是:()A.全部α粒子穿過金箔后仍按原來的方向前進B.絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后仍按原來的方向前進,少數(shù)發(fā)生較大偏轉(zhuǎn),極少數(shù)甚至被彈回C.少數(shù)α粒子穿過金箔后仍按原來的方向前進,絕大多數(shù)發(fā)生較大偏轉(zhuǎn),甚至被彈回D.全部α粒子都發(fā)生很大偏轉(zhuǎn)2.下列現(xiàn)象中,與原子核內(nèi)部變化有關(guān)的是()A.α粒子散射B光電效應(yīng)C天然放射現(xiàn)象D原子發(fā)光現(xiàn)象3.天然放射性元素放出的α粒子是 ()A.SKIPIF1<0HeB.SKIPIF1<0HC.SKIPIF1<0nD.SKIPIF1<0e4.關(guān)于γ射線下列說法正確的是()A.它是波長極短的電磁波 B.它是高速運動的電子流C.它的貫穿本領(lǐng)比β射線弱 D.它對空氣的電離作用比α射線強5.碳的一種同位素SKIPIF1<0C具有放射性,它的原子核放出一個β粒子(SKIPIF1<0e)后,衰變成()A.SKIPIF1<0N B.SKIPIF1<0B C.SKIPIF1<0C D.SKIPIF1<0C6.α粒子擊中氮14核后放出一個質(zhì)子,轉(zhuǎn)變?yōu)檠?7核(SKIPIF1<0O)。在這個氧原子核中有()A.8個正電子B.17個電子C.9個中子D.8個質(zhì)子7.某種放射性元素的原子核放出一個α粒子(SKIPIF1<0He)后,變成新原子核。新核與原核比較()A.質(zhì)量數(shù)少4,電荷數(shù)少2 B.質(zhì)量數(shù)少4,電荷數(shù)多2C.質(zhì)量數(shù)少2,電荷數(shù)少2 D.質(zhì)量數(shù)少2,電荷數(shù)多28.在水面的油膜上常常看到彩色花紋,這是光的()A.干涉現(xiàn)象B.衍射現(xiàn)象C.全反射現(xiàn)象D.色散現(xiàn)象9.關(guān)于光的本性,以下說法中正確的是 ()A.光既具有波動性,又具有粒子性B.光的波長越大,光子的能量越大C.光的顏色與光的頻率無關(guān)D.某些物體是不輻射紅外線的10.下列說法符合史實的是()A盧瑟福最早發(fā)現(xiàn)了電子B湯姆孫最早發(fā)現(xiàn)了電子C愛因斯坦發(fā)現(xiàn)了核式結(jié)構(gòu)模型D盧瑟福建立了棗糕模型二、多選題11.關(guān)于光電效應(yīng),下列說法中正確的是()A.光電效應(yīng)說明光具有粒子性B.光電效應(yīng)說明光不具有位子性C.當紅光照射某種材料發(fā)生光電效應(yīng)時,紫光一定能使這種材料發(fā)生光電效應(yīng)D.當紫光剛好使某種材料發(fā)生光電效應(yīng)時,紅光也能使這種材料發(fā)生光電效應(yīng)12.證明具有波動性的實驗現(xiàn)象有 ()A.光的干涉 B.光的衍射C.白光通過三棱鏡發(fā)生色散 D.光電效應(yīng)13.盧瑟福α粒子散射實驗的結(jié)果表明 ()A.可以用人工方法直接觀察原子核的結(jié)構(gòu)B.質(zhì)子比電子輕C.原子的全部正電荷集中在很小的體積內(nèi)D.原子核內(nèi)存在中子14.在電磁波譜中,紅外線、可見光和倫琴射線三個波段的頻率大小關(guān)系是()A.紅外線的頻率最大,可見光的頻率最小B.倫琴射線頻率最大,紅外線的頻率最小C.可見光的頻率最大,紅外線的頻率最小D.倫琴射線頻率最大,可見光的頻率最小三、填空題(20分)15.光子的能量是由光的__________決定的,可見光中光子能量最大的是________色光。16.真空中波長為3.0×10-7m的紫外線的頻率是_______Hz,這種紫外線的光子打到金屬鈉的表面時__________發(fā)生光電效應(yīng)(填“能”或“不能”)。已知鈉的極限頻率是6.0×1014Hz。17.完成下列核反應(yīng)方程:SKIPIF1<0N+SKIPIF1<0He→SKIPIF1<0O+_______。SKIPIF1<0Be+SKIPIF1<0He→SKIPIF1<0C+_______。SKIPIF1<0U→SKIPIF1<0

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