資源簡介

波粒二象性
1.黑體和黑體輻射
1.1熱輻射
我們周圍的一切物體都在輻射電磁波，這種輻射與物體的溫度有關，所以叫熱輻射。
1.2黑體
如果某種物體能夠完全吸收入射的各種波長的電磁波而不發生反射，這種物體就是絕對黑體，簡稱黑體。
1.3黑體輻射實驗定律
黑體輻射隨著溫度的升高，一方面各種波長的輻射強度都增加，另一方面，輻射強度的極大值向波長較短的方向移動。
能量量子化
2.1能量子
定義：振動著的帶點電微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整數倍，這個不可再分的最小能量值ε叫做能量子。
公式：ε=hν，ν是帶電微粒的震動頻率，等于所輻射或吸收的電磁波的頻率，h是普朗克常量，其值為h=6.626×10-34J·s。
2.2能量量子化
在微觀世界中，能量不能連續變化，只能取某些分立值，這種現象叫能量量子化。
光電效應
3.1定義
在光的照射下物體發射電子的現象，叫做光電效應，發射出來的電子叫做光電子。
光電效應的實質：光現象電現象
定義中的光包括不可見光
3.2實驗電路圖
如圖所示，陰極K和陽極A是密封在真空玻璃管中的兩個電極，K在受到光照時能夠發射光電子。加在K與A之間的電壓大小可以調整，電源的正、負極也可以對調。
3.3實驗規律
每種金屬都有一個極限頻率，入射光的頻率低于極限頻率不發生光電效應。
光電子的最大初動能與入射光的強度無關，只隨入射光頻率的增大而增大。
光電效應的發生幾乎是瞬時的，一般不超過10-9s。
當入射光的頻率大于極限頻率時，飽和電流的大小與入射光的強度成正比。
3.4 光電效應的兩類重要圖像
圖像 關系表達式 可獲得的信息
①極限頻率：ν0 ②逸出功：W0=E0 ③普朗克常量：
①極限頻率：ν0 ②逸出功：W0=eU0 ③普朗克常量：
光強越大飽和光電流越大 ①遏止電壓：Uc ②飽和光電流：Imax ③最大初動能：
相同光照強度，頻率越高遏止電壓越大、飽和光電流越小。 ①遏止電壓：Uc ②飽和光電流：Imax ③最大初動能：
飽和光電流：是光電管所加正向電壓足夠高時光電流所能達到的最大值，此時單位時間內逸出的光電子全部參與形成電流，其大小取決于入射光而與電壓無關。
光強：是指單位時間內垂直通過單位面積的光的總能量，取決于單位時間通過單位面積的光子數目及每個光子的能量即入射光的頻率。
光子說
4.1光子說
愛因斯坦認為，光不僅在發射和吸收時能量是一份一份的，而且光本身就是一個個不可分割的能量子組成的，即光在傳播時能量也是一份一份的，每一份稱為一個光量子，簡稱光子。
光子的能量ε=hν，ν為光的頻率，h是普朗克常量。
4.2光電效應方程
光電效應方程
，EK為光電子的最大初動能，ν為入射光的頻率，W0為電子逸出金屬表面時所需克服阻礙做的最少功，稱為金屬的逸出功。
（2）對光電效應方程的理解
①光電效應方程實質上是光電效應中的能量守恒方程。
②次方程是單光子的光電效應方程。若采用激光照射，光子分布密度大，電子有可能同時吸收2個或2個以上的光子而逸出，則.
③用頻率為ν的光子照射引起光電效應時，大部分光電子的初動能是小于的，只有少數位于金屬表面的電子吸收光子后直接逸出，其初動能才等于。
4.3光電效應的意義
光電效應表明光具有粒子性，證明光子具有能力。
康普頓效應
5.1概念
當光入射到物質上被散射后，在散射波中，除有與入射波的波長相同的射線外，還有波長比入射波的波長更長的射線。人們把這種波長變化的現象叫做康普頓效應。
5.2解釋
在康普頓效應中，入射光的光子與物質中的電子發生彈性碰撞，碰撞中滿足動量守恒與能量守恒，光子的一部分能量傳遞給電子，從而引起被散射光子的能量減小，頻率減小，波長變長。
5.3意義
證明了愛因斯坦光子說的正確性；
揭示了光子不僅具有能量，還具有動量；
揭示了光具有粒子性的一面；
證實了在微觀粒子的單個碰撞事件中動量守恒定律和能量守恒定律仍然成立。
5.4光子的質量與動量
6.光的波粒二象性
6.1波動性依據
光的干涉、衍射、偏振及光的電磁說。
6.2粒子性依據
光電效應、康普頓效應、光子說。
6.3波動性與粒子性的統一
光具有粒子性的特征，又具有波動性的特征，即具有波粒二象性
第十八章 原子結構
1.電子的發現
1.1陰極射線
陰極射線的產生
如圖所示，在真空玻璃管內有陰、陽兩極，當兩極間加一定電壓時，陰極便發出一種射線，這種射線稱為陰極射線。
陰極射線的特點
轟擊熒光物質能使其發光。
1.2電子的發現
（1）1897年，湯姆孫根據陰極射線在電場和磁場中的偏轉情況斷定，它的本質是帶負電的粒子流，并求出了這種粒子的比荷。
（2）湯姆遜發現，用不同材料的陰極做實驗，所得粒子比荷的數值都相同的。這說明不同物質都能發射這種帶電粒子，它是構成各種物質的共同成分。后來，組成陰極射線的粒子被稱為電子。
（3）美國科學家密立根在1909~1913年間通過著名的“油滴實驗”精確地測定了電子的比荷量。密立根實驗更重要的發現是：電荷量是量子化的，即任何帶電體的電荷量只是元電荷e的整數倍。
（4）電子的發現，打破了原子不可再分的傳統觀念，使人們認識到原子不是組長物質的最小微粒，原子本身也有內部結構。
2.湯姆孫的原子結構模型
2.1模型理論
原子是一個球體，正電荷均勻分布在整個球內，而電子像棗糕里的棗兒那樣鑲嵌在原子里，電子的總電荷量和正電荷的電荷量相等。
2.2 模型的否定
不能解釋α粒子散射現象而被否定。
3.α粒子散射實驗
時間：1909~1911年
人員：盧瑟福及其學生
現象：絕大多數α粒子穿過金箔后仍沿原來的方向直線前進，但少數α粒子發生了較大角度的偏轉，并且有極少數的α粒子偏轉角度超過900，有的甚至被彈回，偏轉角度幾乎達到1800。
4.盧瑟福的核式結構模型
4.1實驗基礎
α粒子散射實驗
4.2模型理論
在原子的中心有一個很小的核，叫原子核，原子的全部正電荷和幾乎全部的質量都集中在原子核里，帶負電的電子在核外空間繞核旋轉。
5.氫原子光譜
光譜：用光柵或棱鏡可以把各種顏色的光按照波長展開，獲得光的波長（頻率）核強度分布的記錄。
氫氣放電管可以獲得氫原子光譜?？梢姽鈪^的四條譜線的波長可以用巴耳末公式表示：
R=1.10×107m-1叫作里德伯常量。
波爾的原子理論
6.1波爾理論基礎
實驗基礎：氫原子光譜的分立特征
理論基礎：普朗克關于黑體輻射的量子論與愛因斯坦的管子說
6.2波爾理論內容
量子化假設
①電子的軌道是量子化的
②原子的能量是量子化的
頻率條件
7.能級
7.1概念
在波爾模型中，原子的可能狀態是不連續的，因此各狀態對應的能量也是不連續。這些能量值叫做能級。
7.2基態與激發態
①各狀態的標號1，2，3...叫做量子數
②量子數n=1，能量最低的狀態叫做基態
③其它狀態叫做激發態
8.躍遷與電離
躍遷 躍遷時不管是吸收還是輻射光子，其光子的能量都必修等于兩個能級只差
電離 只要入射光子的能量大于該狀態的電離所需要的能量就可使之電力
光致激發 ，Ek是電離后電子的動能，E初是光子入射前原子所處的能級
碰撞激發 入射粒子若是電子時，，其動能不小于相應能極差即可引起激發，多余的能量仍以入射電子的動能形式存在。
入射粒子若是與質子質量等大的粒子時，，因碰撞中動量守恒，入射粒子的動能不能被全部吸收轉化為原子能量
第十九章 原子核
1.天然放射現象
1.1天然放射現象
放射性元素自發地放出射線的現象。于1896年，由法國物理學家貝克勒爾發現。是人們認識到原子核也有復雜的結構
1.2放射性
物質發射射線的性質稱為放射性。
具有放射性的元素稱為放射性元素，原子序數大于或等于83的元素，都能自發地發出射線，原子序數小于83的元素，有的也能放出射線。
1.3三種射線的成分及特征
名稱 構成 符號 電荷量 質量 電離 能力 貫穿 本領
α射線 氦核 He ＋2e 4 u 最強 最弱
β射線 電子 e －e u 較強 較強
γ射線 光子 γ 0 0 最弱 最強
2.原子核的組成
原子核是由質子核中子組成的。
質子 發現 1919年，英國物理學家盧瑟福發現
實質 氫原子核
電荷 正電
符號 P或
中子 發現 1932年盧瑟福的學生查德威克發現
電荷 電中性，不帶電
符號 n或
3.核力
3.1概念
原子核內部，核子間所特有的相互作用力。
3.2特點
①核力是強相互作用的一種表現；
②核力是短程力，作用范圍在1.5×10－15m之內；
③每個核子只跟它的相鄰核子間才有核力作用。
4.結合能
4.1結合能
核子結合為原子核時釋放的能量或原子核分解為核子時吸收的能量，叫做原子核的結合能，亦稱核能。
質量數越大的原子核結合能越大。
4.2比結合能
概念：原子核的結合能與核子數之比，稱做比結合能，也叫平均結合能。
特點：
①不同原子核的比結合能不同，原子核的比結合能越大，表示原子核中核子結合得越牢固，原子核越穩定。
②當比結合能較小的原子核轉化成比結合能較大的原子核時，就可釋放核能。
4.3質量虧損
概念：核反應過程中組成原子核的總質量與新原子核的質量之差，叫做核的質量虧損。
質能方程：
5.衰變
5.1α衰變和β衰變的比較
衰變類型 α衰變 β衰變
衰變方程 X→Y＋He X→　MZ＋1Y＋e
衰變實質 2個質子和2個中子結合成一個整體射出 中子轉化為質子和電子
2H＋2n→He n→H＋e
勻強磁場中軌跡形狀
衰變規律 電荷數守恒、質量數守恒
5.2半衰期
半衰期的公式：，。
式中N原、m原表示衰變前的放射性元素的原子數和質量，N余、m余表示衰變后尚未發生衰變的放射性元素的原子數和質量，t表示衰變時間，τ表示半衰期。
決定因素：放射性元素衰變的快慢是由核內部自身的因素決定的，跟原子所處的化學狀態和外部條件無關
6.四種核反應類型
類　型 可控性 核反應方程典例
衰變 α衰變 自發 U―→Th＋He
β衰變 自發 Th―→Pa＋e
人工轉變 人工控制 N＋He―→O＋H （盧瑟福發現質子）
He＋Be―→C＋n （查德威克發現中子）
Al＋He―→P＋n 約里奧·居里夫婦發現放射性同位素，同時發現正電子
P―→Si＋e
重核裂變 比較容易 進行人工 控制 U＋n―→Ba＋Kr＋3n
U＋n―→Xe＋Sr＋10n
輕核聚變 很難控制 H＋H―→He＋n
6.1 重核裂變
（1）重核在中子轟擊下分裂成中等質量的原子核并釋放出核能的反應叫作原子核的裂變。
①裂變產物是多種多樣的；
②裂變的產物通常具有強烈的放射性；
③平均每次裂變放出2~3個中子。
（2）鏈式反應：由重核裂變產生的中子使裂變反應一代接一代繼續下去的過程。
①條件：鈾塊的體積大于臨界體積；
②裂變的應用：原子彈、核反應堆。
6.2 氫核聚變
兩輕核結合成質量較大的核的反應過程。輕核聚變反應必須在高溫下進行，因此又叫熱核反應。
①條件：在超高溫條件下才能發生；
②地球上沒有任何容器能夠經受如此高的溫度?？茖W家想了兩種方案，即磁約束和慣性約束。
6.3 核能計算
→→
（1）根據ΔE＝Δmc2計算，計算時Δm的單位是“kg”，c的單位是“m/s”，ΔE的單位是“J”。
（2）根據ΔE＝Δm×931.5 MeV計算。 因1原子質量單位（u）相當于931.5 MeV的能量，所以計算時Δm的單位是“u”，ΔE的單位是“MeV”。

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