波粒二象性与原子物理高三物理复习

高中物理原子结构与原子核：高中物理；光学一轮复习；真题例题。光的反射与折射：理解折射定义及其与光速的关系、用光的折射来处理问题；全反射：全反射、应用、板书。

波粒二象性与原子物理

• 波粒二象性
  • 考点
    • 光电效应现象和方程的应用
    • 光电 效应图像分析
    • 波粒二象性规律物质波
  • 题型
    • 选择题型
  • 目标
    • 理解黑体、黑体辐射的特点和规律
    • 理解光电效应的基本概念
    • 通过光电效应方程进行相关物理量的计算
    • 理解支持波粒二象性的相关理论
  • 知识点
    • 普朗克黑体辐射理论
      • 热辐射
        • 一切物体，任何时刻都在辐射电磁波
        • 与温度、材料、表面有关
          • 
      • 黑体
        • 定义
          • 能全部吸收各种波长的辐射而不发生发射
            • 因为一切物体都会辐射电磁波，而黑体没有反射； 所以，可以借助黑体来研究辐射规律。
            • 不透明材料做成的小孔空腔可以看作黑体
              • 
        • 特点
          • 
          • 与T有关，T升高，各种波长的辐射强度都在增加
          • 辐射强度的最大值向波长较短方向移动
        • 不安的乌云
          • 
          • 能量子假说
            • 
          • 公式
            • 
      • 板书
        • 
        • 例题1概念
          • 
        • 例题2 图像规律
          • 
        • 例题3能量子假说
          • 
    • 光电效应
      • 光电效应实验
        • 定义
          • 光照情况下电子从金属便面逸出的现象
            • 光电子
        • 思考
          • 为什么会有电子逸出？
          • 照射一定会有电子逸出吗？
            • 不是，电子在原子核的束缚力的作用下绕核转动；要想打破束缚，需要足够的能量 光子的能量与什么有关？--- 频率 能够产生光电子的最低频率---极限频率； 与光强无关；光强指的是光子的数量，数量多，则光强大，但不代表能量强 但是光强的大小，决定了产生光电子之后的个数，与电流大小有关，即饱和电流与光强有关。
        • 规律
          • 不是有光照射就一定会产生光电流，与频率有关
          • 产生光电子需要达到一定频率；每种金属只有一种极限频率
          • 产生的光电流强度与入射光光强有关；
          • 产生时间极短，瞬间产生
          • 遏止电压：光照频率越大，遏止电压越大
          • 图像
            • 
              • (1)遏止电压Uc：图线与横轴的交点的绝对值。 (2)饱和光电流Im：电流的最大值。 (3)最大初动能：Ekm＝eUc。
        • 例题
          • 1光电流电压关系
            • 
        • 练习
          • 1
            • 
          • 2
            • 
      • 爱因斯坦光电效应方程
        • 光子说
          • 光子的能量ε＝hν。其中h＝6.63×10－34J·s。(称为普朗克常量)
        • 逸出功
          • 使电子脱离某种金属所做功的最小值
        • 最大初动能
          • 发生光电效应时，金属表面上的电子吸收光子后克服原子核的引力逸出时所具有的动能的最大值。
        • 光电效应方程
          • 表达式：Ek＝hν－W0。
          • 物理意义：金属表面的电子吸收一个光子获得的能量是hν，这些能量的一部分用来克服金属的逸出功W0，剩下的表现为逸出后光电子的最大初动能Ek＝1/2mev2。
        • 图像
          • 
            • (1)极限频率：图线与ν轴交点的横坐标νc。 (2)逸出功：图线与Ek轴交点的纵坐标的绝对值E＝W0。 (3)普朗克常量：图线的斜率k＝h。
          • 
            • (1)截止频率νc：图线与横轴的交点。 (2)遏止电压Uc：随入射光频率的增大而增大。 (3)普朗克常量h：等于图线的斜率与电子电荷量的乘积，即h＝ke。(注：此时两极之间接反向电压)
        • 例题
          • 1
            • 
            • 子主题
          • 2
            • 光电效应产生条件 
        • 练习
          • 1
            • 
            • 答案
              • 
      • 板书
        • 
    • 光的二象性与物质波
      • 光的波粒二象性
        • 特点
          • (1)光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有波动性。
          • (2)光电效应说明光具有粒子性。
          • (3)光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的波粒二象性。
        • 佐证
          • 康普顿效应
            • 
            • 定义
              • 
            • 解释
              • 动量守恒
              • 能量守恒
            • 证明
              • 
              • 公式
                • 
            • 意义
              • 支持了光是量子化的理论
              • 证实了光子具有动量的假设
              • 证实了微观世界中的单个碰撞事件中，动量和能量守恒定律仍然是成立的
      • 波粒二象性理解
        • 宣导
          • 
      • 物质波（德布罗意波）
        • 定义
          • 任何一个运动着的物体，小到微观粒子大到宏观物体都有一种波与它对应，其波长λ＝h/p，p为运动物体的动量，h为普朗克常量。
        • 验证
          • 电子干涉衍射
            • 
      • 概率波（了解）
        • 
      • 板书
        • 
• 原子结构 原子核
  • 考点
    • 原子核式结构 波尔理论
    • 原子核的衰变、半衰期
    • 核反应方程与核能计算
  • 题型
    • 选择题型
  • 目标
    • 理解识记基本概念
    • 核反应方程配平
    • 计算核能
    • 氢原子能级图计算
  • 知识点
    • 原子结构
      • 
      • 汤姆孙发现电子
        • 
      • 卢瑟福提出原子核式结构
        • 
    • 氢原子光谱
      • 讲解
        • 牛顿通过三棱镜后的色散现象，得到彩色光带--光谱（按照波长展开，获得光的波长和强度分布的记录。 分类：发射光谱和吸收光谱 发射光谱：发光体直接产生，又称为明线光谱； 又分为连续光谱（主要产生于白炽的固体液体和高压气体激发出的电磁辐射）和线状光谱（主要产生于原子，比如稀薄气体和金属蒸汽形成的光谱；各种元素只能发出本身特征的某些波长的光，这些亮线称为原子的特征光谱） 吸收光谱：连续光谱中某些波长的光被物质吸收后的光谱，又称暗线光谱 太阳光谱：阳光中含有各种颜色的光，太阳高层大气中含有的元素会吸收它自己特征谱线的光。
        • 光谱分析
          • 
      • 板书
        • 
      • 例题
        •   
    • 氢原子能级，能级公式
      • 理论基础
        • 波尔理论
          • 轨道量子化
          • 轨道特定的能量级
            • 
          • 基态-激发态
      • 特点
        • 不稳定
          • 跃迁
            • 低到高
              • 吸收能量
              • 注意
                • 光子能量只吸收对应轨道差值的
                • 粒子能量只要＞轨道差值能量即可
            • 高到低
              • 释放能量
                • 
              • 发光种类
                • 
                • 大量
                  • 
                • 单个
                  • 
            • 能量变化
              • 
              • 低到高
                • 动能减少-势能增加-能量增加
              • 高到低
                • 动能增加-势能较少-能量减少
          • 题型
            • 例题变轨
              • 常规变轨
                • 
                • 答案
                  • 
              • 变式
                • 
                • 答案
                  • 
            • 发光种类
              • 常规种类
                • 
                • 答案
                  • 
              • 变式
                • 
                • 答案
                  • 
            • 动能势能
              • 例题
                • 
                • 答案
                  • 
            • 综合考察
              • 与可见光结合
                • 例题1
                  • 
                  • 答案
                    • 
                • 例题2
                  • 
                  • 答案
                    • 
              • 与光电效应结合
                • 例题1
                  • 
                  • 答案
                    • 
                • 例题2
                  • 
                  • 答案
                    • 
          • 电离
            • 例题
              • 
              • 答案
                • 
      • 小结
        • 
    • 衰变
      • 引入
        • 1896年 法国 贝克勒尔 铀矿能够发射看不见的射线，能够穿透黑纸让底板感光  居里夫妇深入研究，发现了另外的两种更强的射线的元素，镭和钋
      • 定义
        • 自发的发射出射线的现象叫做放射性； 注：并不是所有元素都具有放射性，原子序数大于83都有发射性；小于或者等于83有的也可以发出设想。
      • 三种射线特点及偏转
        • 三种射线到底是什么？加电场和磁场研究 
        • 板书
          • 
        • 例题
          • 例1 判断种类
            • 
      • 两种衰变本质
        •  特点： 每次衰变--质量数减4；质子数减2 每次衰变--质量数不变；质子数加1
        • 例题
          • 衰变次数判断
            • 
            • 变式
      • 磁场中的运动规律
        • 板书
          • 
        • 例题
          • 1.轨迹判断
            • 
      • 半衰期
        • 板书
          •  注意：半衰期仅由自身因素决定 该规律适用于大量元素（统计学规律，少量不适用）
        • 例题
          • 1.半衰期特点
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            • 练习
              • 
          • 2.质量计算
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    • 核力与核能
      • 核力
        • 思考： 在原子核狭小空间里，带正电的质子为什么能够挤在一起而不飞散？ 仅仅依靠万有引力来抗衡库伦斥力是不可能的。 是核力把核子仅仅束缚在原子核内。 核力特点 强相互作用； 短程力；作用范围1.5*10-15m之内；小于0.8以内是斥力，大于0.8是引力； 每个核子只与临近的核子发生核力作用；（因此不是原子核越大越稳定，原子核内中子起到维系原子核稳定的作用）
      • 核能
        • 原子核靠核力结合在一起，要是他们分开，需要吸收能量，即克服核力做功；分开核子吸收的能量即为结合能。 核子数越大，原子核的结合能越大 但结合能越大，不代表原子核越稳定；比结合能（平均结合能）描述稳定性更有意义。比结合能越大，越稳定。 同理，核子结合成新原子核，需要释放出与结合能大小相同的能量。 结合能越大，意味着形成新核释放的能量越大，原子核本身具有的能量就越小。 核反应前后，核子数不变，比结合能增大，总结合能增大，释放能量，原子核具有的能量变小；和反应前后，比结合能减小，总结和能减小，吸收能量，原子核具有的能量变大。 
      • 质能方程
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      • 例题
        • 结合能比结合能特点
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        • 吸放热
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        • 核反应能量的释放计算
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        • 核反应能量计算-质能方程
          • 
      • 板书
        • 
    • 核反应方程
      • 配平
        • 质量数守恒
        • 质子数守恒
      • 识别
        • 各反应方程特点
      • 板书
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