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新人教版物理選擇性必修3知識梳理
第十二章　近代物理初步
第1講　光電效應(yīng)　波粒二象性
一、光電效應(yīng)
1.光電效應(yīng)現(xiàn)象
在光的照射下,金屬中的①　 　從表面逸出的現(xiàn)象。發(fā)射出來的電子叫②　 　。
2.光電效應(yīng)規(guī)律
(1)每種金屬都有一個極限頻率,入射光的頻率必須③　 　這個極限頻率才能發(fā)生光電效應(yīng)。
(2)光電子的最大初動能與入射光的④　 　無關(guān),只隨入射光頻率的增大而⑤　 　。
(3)光電效應(yīng)的發(fā)生幾乎是瞬時的,一般不超過10-9s。
(4)當(dāng)入射光的頻率大于極限頻率時,飽和電流隨入射光的增強(qiáng)而增大。
3.遏止電壓與截止頻率
(1)遏止電壓:使光電流減小到零的反向電壓Uc。
(2)截止頻率:能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)的⑥　 　頻率叫做該種金屬的截止頻率(又叫極限頻率)。不同的金屬對應(yīng)著不同的截止頻率。
二、光電效應(yīng)方程
1.光子說
在空間傳播的光是不連續(xù)的,而是一份一份的,一份叫做一個光量子,簡稱光子。光子的能量ε=⑦　 　,其中h=6.63×10-34J·s(稱為普朗克常量)。
2.逸出功W0
使電子脫離某種金屬所做功的⑧　 　。
3.最大初動能
發(fā)生光電效應(yīng)時,金屬表面上的⑨　 　吸收光子后克服原子核的引力逸出時所具有的動能的最大值。
4.愛因斯坦光電效應(yīng)方程
(1)表達(dá)式:Ek=hν-⑩　 　。
(2)物理意義:金屬表面的電子吸收一個光子獲得的能量是hν,這些能量的一部分用來克服金屬的　 ,剩下的表現(xiàn)為逸出后光電子的最大初動能Ek=mev2。
三、光的波粒二象性與物質(zhì)波
1.光的波粒二象性
(1)光的干涉、衍射、偏振現(xiàn)象證明光具有　 　性。
(2)光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)說明光具有　 　性。
(3)光既具有　 　性,又具有　 　性,稱為光的波粒二象性。
2.物質(zhì)波
(1)概率波:光的干涉現(xiàn)象是大量光子的運動遵守波動規(guī)律的表現(xiàn),亮條紋是光子到達(dá)概率　 　的地方,暗條紋是光子到達(dá)概率　 　的地方,因此光波又叫概率波。
(2)物質(zhì)波:任何一個運動著的物體,小到微觀粒子大到宏觀物體都有一種波與它對應(yīng),其波長λ= 　,p為運動物體的動量,h為普朗克常量。
答案：①　電子?、凇」怆娮印、邸〈笥凇、堋?qiáng)度　⑤　增大?、蕖∽钚　、摺ν?、唷∽钚≈怠、帷‰娮印、狻0　　逸出功W0　　波動　　粒子　　波動　　粒子　　大　　小　 　
第2講　原子結(jié)構(gòu)與原子核
一、原子的核式結(jié)構(gòu)
(1)1909—1911年,英國物理學(xué)家①　 　進(jìn)行了α粒子散射實驗,提出了核式結(jié)構(gòu)模型。
(2)α粒子散射實驗
a.實驗裝置:如圖所示。
b.實驗結(jié)果:α粒子穿過金箔后,絕大多數(shù)沿②　 　前進(jìn),少數(shù)發(fā)生較大角度偏轉(zhuǎn),極少數(shù)偏轉(zhuǎn)角度大于90°,甚至被彈回。
(3)核式結(jié)構(gòu)模型:原子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(fù)電的電子在核外空間繞核旋轉(zhuǎn)。
二、氫原子光譜
1.光譜:用光柵或棱鏡可以把各種顏色的光按波長展開,獲得光的波長(頻率)和強(qiáng)度分布的記錄,即光譜。
2.光譜分類
3.氫原子光譜的實驗規(guī)律:巴耳末系是氫光譜在可見光區(qū)的譜線,其波長公式=R(n=3,4,5,…),R是里德伯常量,R=1.10×107m-1。
4.光譜分析:利用每種原子都有自己的⑥　 　可以用來鑒別物質(zhì)和確定物質(zhì)的組成成分,且靈敏度很高。在發(fā)現(xiàn)和鑒別化學(xué)元素上有著重大的意義。
三、氫原子的能級、能級公式
1.玻爾理論
(1)定態(tài):原子只能處于一系列⑦　 　的能量狀態(tài)中,在這些能量狀態(tài)中原子是⑧　 　的,電子雖然繞核運動,但并不向外輻射能量。
(2)躍遷:原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài)時,它輻射或吸收一定頻率的光子,光子的能量由這兩個定態(tài)的能量差決定,即hν=Em-En。(h是普朗克常量,h=6.63×10-34J·s)
(3)軌道:原子的不同能量狀態(tài)跟電子在不同的圓周軌道繞核運動相對應(yīng)。原子的定態(tài)是⑨　 　的,因此電子的可能軌道也是⑩　 　的。
2.氫原子的能級、能級公式
(1)氫原子的能級
能級圖如圖所示
(2)氫原子的能級和軌道半徑
a.氫原子的能級公式:En=E1(n=1,2,3,…),其中E1為基態(tài)能量,其數(shù)值為E1=-13.6eV。
b.氫原子的半徑公式:rn=n2r1(n=1,2,3,…),其中r1為基態(tài)半徑,又稱玻爾半徑,其數(shù)值為r1=0.53×10-10m。
四、原子核的組成、放射性、原子核的衰變、半衰期、放射性同位素
1.原子核的組成
原子核是由　 　和中子組成的,原子核的電荷數(shù)等于核內(nèi)的　
　。
2.天然放射現(xiàn)象
(1)天然放射現(xiàn)象
放射性元素　 　地放出射線的現(xiàn)象,首先由貝克勒爾發(fā)現(xiàn)。天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn),說明　 　具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。
(2)放射性和放射性元素
物質(zhì)發(fā)射射線的性質(zhì)叫　 　。具有放射性的元素叫　 　元素。
(3)三種射線:放射性元素放射出的射線共有三種,分別是　 　、　 　、　 　。
(4)放射性同位素的應(yīng)用與防護(hù)
a.放射性同位素:有　 　放射性同位素和　 　放射性同位素兩類,放射性同位素的化學(xué)性質(zhì)相同。
b.應(yīng)用:消除靜電、工業(yè)探傷、作　 　等。
c.防護(hù):防止放射性對人體組織的傷害。
3.原子核的衰變
(1)衰變:原子核放出α粒子或β粒子,變成另一種　 　的變化稱為　 　的衰變。
(2)分類
α衰變XY+ 　;
β衰變XY+ 　。
兩個典型的衰變方程
α衰變UThHe;
β衰變ThPae。
(3)半衰期:大量放射性元素的原子核有　 　發(fā)生衰變所需的時間。半衰期由原子核內(nèi)部的因素決定,跟原子所處的　 　、　 　無關(guān)。
五、核力、結(jié)合能、質(zhì)量虧損、核反應(yīng)
1.核力
含義 原子核里的　 　存在相互作用的核力,核力把核子緊緊地束縛在核內(nèi),形成穩(wěn)定的原子核
特點 (1)核力是　 　的一種表現(xiàn) (2)核力是短程力,作用范圍在1.5×10-15m之內(nèi) (3)每個核子只跟　 　的核子發(fā)生核力作用
2.結(jié)合能
(1)結(jié)合能:核子結(jié)合為原子核時　 　的能量或原子核分解為核子時　 　的能量,叫做原子核的結(jié)合能。
(2)比結(jié)合能
a.定義:原子核的結(jié)合能與核子數(shù)之比,稱作比結(jié)合能,也叫平均結(jié)合能。
b.特點:不同原子核的比結(jié)合能不同,原子核的比結(jié)合能越大,表示原子核中核子結(jié)合得越牢固,原子核越穩(wěn)定。
3.質(zhì)量虧損
愛因斯坦質(zhì)能方程E=　 　。原子核的質(zhì)量必然比組成它的核子的質(zhì)量和要小Δm,這就是質(zhì)量虧損。由質(zhì)量虧損可求出釋放的核能ΔE=　 　。
4.核反應(yīng)
(1)重核裂變
Ⅰ.定義:質(zhì)量數(shù)較大的原子核受到高能粒子的轟擊而分裂成幾個質(zhì)量數(shù)　
　 的原子核的過程。
Ⅱ.特點:a.裂變過程中能夠放出巨大的能量。
b.裂變的同時能夠放出2~3(或更多)個中子。
c.裂變的產(chǎn)物不是唯一的。
Ⅲ.典型的裂變方程Un→ KrBa+n。
(2)輕核聚變
Ⅰ.定義:兩個輕核結(jié)合成質(zhì)量數(shù)　 　的原子核的反應(yīng)過程。
Ⅱ.特點:a.聚變過程放出大量的能量,平均每個核子放出的能量比裂變反應(yīng)中每個核子放出的能量大3倍多。
b.聚變反應(yīng)比裂變反應(yīng)更劇烈。
c.對環(huán)境污染較小。
d.自然界中聚變反應(yīng)原料豐富。
Ⅲ.典型的聚變方程HHHen。
答案：①　盧瑟福?、凇≡较颉、? 吸收 ④ 連續(xù) ⑤ 特征 ⑥　特征譜線?、摺〔贿B續(xù)　⑧　穩(wěn)定?、帷〔贿B續(xù)　⑩　不連續(xù)　　質(zhì)子　　質(zhì)子數(shù)　　自發(fā)　　原子核　　放射性　　放射性　　α射線　　β射線　　γ射線　　天然　　人工　　示蹤原子　　原子核　　原子核　He　e　　半數(shù)　　物理　、　化學(xué)狀態(tài)　　核子間　強(qiáng)相互作用(強(qiáng)力)　　　鄰近　　放出　　吸收　　mc2　　Δmc2　　較小　　較大　

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