清单11 近代物理学初步-【知识手册】 高中物理快速梳理知识清单（全国通用）

新人教版物理选择性必修3知识梳理

第十二章　近代物理初步

第1讲　光电效应　波粒二象性

一、光电效应

1.光电效应现象

在光的照射下,金属中的①　    　从表面逸出的现象。发射出来的电子叫②　      　。 

2.光电效应规律

(1)每种金属都有一个极限频率,入射光的频率必须③　    　这个极限频率才能发生光电效应。 

(2)光电子的最大初动能与入射光的④　    　无关,只随入射光频率的增大而⑤　    　。 

(3)光电效应的发生几乎是瞬时的,一般不超过10-9s。

(4)当入射光的频率大于极限频率时,饱和电流随入射光的增强而增大。

3.遏止电压与截止频率

(1)遏止电压:使光电流减小到零的反向电压Uc。

(2)截止频率:能使某种金属发生光电效应的⑥　    　频率叫做该种金属的截止频率(又叫极限频率)。不同的金属对应着不同的截止频率。 

二、光电效应方程

1.光子说

在空间传播的光是不连续的,而是一份一份的,一份叫做一个光量子,简称光子。光子的能量ε=⑦　   　,其中h=6.63×10-34J·s(称为普朗克常量)。 

2.逸出功W0

使电子脱离某种金属所做功的⑧　     　。 

3.最大初动能

发生光电效应时,金属表面上的⑨　    　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。 

4.爱因斯坦光电效应方程

(1)表达式:Ek=hν-⑩　    　。 

(2)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　          ,剩下的表现为逸出后光电子的最大初动能Ek=mev2。 

三、光的波粒二象性与物质波

1.光的波粒二象性

(1)光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有　    　性。 

(2)光电效应、康普顿效应说明光具有　    　性。 

(3)光既具有　    　性,又具有　    　性,称为光的波粒二象性。 

2.物质波

(1)概率波:光的干涉现象是大量光子的运动遵守波动规律的表现,亮条纹是光子到达概率　  　的地方,暗条纹是光子到达概率　  　的地方,因此光波又叫概率波。 

(2)物质波: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=          　,p为运动物体的动量,h为普朗克常量。

答案：①　电子　②　光电子　③　大于　④　强度　⑤　增大　⑥　最小　⑦　hν　⑧　最小值　⑨　电子　⑩　W0　　逸出功W0　　波动　　粒子　　波动　　粒子　　大　　小　 　

第2讲　原子结构与原子核

一、原子的核式结构

(1)1909—1911年,英国物理学家①　      　进行了α粒子散射实验,提出了核式结构模型。 

(2)α粒子散射实验

a.实验装置:如图所示。

b.实验结果:α粒子穿过金箔后,绝大多数沿②　      　前进,少数发生较大角度偏转,极少数偏转角度大于90°,甚至被弹回。 

(3)核式结构模型:原子中心有一个很小的核,叫做原子核,原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里,带负电的电子在核外空间绕核旋转。

二、氢原子光谱

1.光谱:用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按波长展开,获得光的波长(频率)和强度分布的记录,即光谱。

2.光谱分类

3.氢原子光谱的实验规律:巴耳末系是氢光谱在可见光区的谱线,其波长公式=R(n=3,4,5,…),R是里德伯常量,R=1.10×107m-1。

4.光谱分析:利用每种原子都有自己的⑥　    　可以用来鉴别物质和确定物质的组成成分,且灵敏度很高。在发现和鉴别化学元素上有着重大的意义。 

三、氢原子的能级、能级公式

1.玻尔理论

(1)定态:原子只能处于一系列⑦　    　的能量状态中,在这些能量状态中原子是⑧　    　的,电子虽然绕核运动,但并不向外辐射能量。 

(2)跃迁:原子从一种定态跃迁到另一种定态时,它辐射或吸收一定频率的光子,光子的能量由这两个定态的能量差决定,即hν=Em-En。(h是普朗克常量,h=6.63×10-34J·s)

(3)轨道:原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应。原子的定态是⑨　      　的,因此电子的可能轨道也是⑩　      　的。 

2.氢原子的能级、能级公式

(1)氢原子的能级

能级图如图所示

(2)氢原子的能级和轨道半径

a.氢原子的能级公式:En=E1(n=1,2,3,…),其中E1为基态能量,其数值为E1=-13.6eV。

b.氢原子的半径公式:rn=n2r1(n=1,2,3,…),其中r1为基态半径,又称玻尔半径,其数值为r1=0.53×10-10m。

四、原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰期、放射性同位素

1.原子核的组成

原子核是由　    　和中子组成的,原子核的电荷数等于核内的　   

    　。 

2.天然放射现象

(1)天然放射现象

放射性元素　    　地放出射线的现象,首先由贝克勒尔发现。天然放射现象的发现,说明　    　具有复杂的结构。 

(2)放射性和放射性元素

物质发射射线的性质叫　    　。具有放射性的元素叫　    　元素。 

(3)三种射线:放射性元素放射出的射线共有三种,分别是　    　、　      　、　      　。 

(4)放射性同位素的应用与防护

a.放射性同位素:有　    　放射性同位素和　    　放射性同位素两类,放射性同位素的化学性质相同。 

b.应用:消除静电、工业探伤、作　        　等。 

c.防护:防止放射性对人体组织的伤害。

3.原子核的衰变

(1)衰变:原子核放出α粒子或β粒子,变成另一种　       　的变化称为　      　的衰变。 

(2)分类

α衰变XY+    　; 

β衰变XY+      　。 

两个典型的衰变方程

α衰变UThHe;

β衰变ThPae。

(3)半衰期:大量放射性元素的原子核有　    　发生衰变所需的时间。半衰期由原子核内部的因素决定,跟原子所处的　    　、　        　无关。 

五、核力、结合能、质量亏损、核反应

1.核力

2.结合能

(1)结合能:核子结合为原子核时　      　的能量或原子核分解为核子时　    　的能量,叫做原子核的结合能。 

(2)比结合能

a.定义:原子核的结合能与核子数之比,称作比结合能,也叫平均结合能。

b.特点:不同原子核的比结合能不同,原子核的比结合能越大,表示原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳定。

3.质量亏损

爱因斯坦质能方程E=　    　。原子核的质量必然比组成它的核子的质量和要小Δm,这就是质量亏损。由质量亏损可求出释放的核能ΔE=　    　。 

4.核反应

(1)重核裂变

Ⅰ.定义:质量数较大的原子核受到高能粒子的轰击而分裂成几个质量数　      

　     的原子核的过程。 

Ⅱ.特点:a.裂变过程中能够放出巨大的能量。

b.裂变的同时能够放出2~3(或更多)个中子。

c.裂变的产物不是唯一的。

Ⅲ.典型的裂变方程Un→ KrBa+n。

(2)轻核聚变

Ⅰ.定义:两个轻核结合成质量数　    　的原子核的反应过程。 

Ⅱ.特点:a.聚变过程放出大量的能量,平均每个核子放出的能量比裂变反应中每个核子放出的能量大3倍多。

b.聚变反应比裂变反应更剧烈。

c.对环境污染较小。

d.自然界中聚变反应原料丰富。

Ⅲ.典型的聚变方程HHHen。