物理電學整理

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