物理选修3-5知识点_总结
4页1、 一、量子理论的建立 黑体和黑体 辐射1、量 子 理 论 的 建 立 :1900 年德国物理学家普朗克提出振动着的带电微粒的能量只能是某个最小能量值 的整数倍,这个不可再分的能量值 叫做能量子 = h。h 为普朗克常数2、黑 体 :如果某种物体能够完全吸收入射的各种波长电磁波而不发生反射,这种物体就是绝对黑体,简称黑体。3、黑 体 辐 射 :黑体辐射的规律为:温度越高各种波长的辐射强度都增加,同时,辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。(普朗克的能量子理论很好的解释了这一现象)二、光电效应 光子说 光电效 应方程 1、光 电 效 应 (表 明 光 子 具 有 能 量 )(1)光的电磁说使光的波动理论发展到相当完美的地步,但是它并不能解释光电效应的现象。在光(包括不可见光)的照射下从物体发射出电子的现象叫做光电效应,发射出来的电子叫光电子。(2)光电效应的研究结果:存在饱和电流,表明入射光越强,单位时间内发射的光电子数越多;存在遏止电压截止频率:光电子的能量与入射光的频率有关,而与入射光的强弱无关,当入射光的频率低于截止频率时不能发生光电效应;效应具有瞬时性:光电子的发射几乎是瞬时的,一
2、般不超过 10-9s。(3)光电管的玻璃泡的内半壁涂有碱金属作为阴极 K(与电源负极相连),是因为碱金属有较小的逸出功。2、光 子 说 :光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的,频率为 的光的能量子为 h。这些能量子被成为光子。3、光 电 效 应 方 程 :EK = h - WO (掌握 Ek/Uc 图象的物理意义)同时,h 截止 = WO(Ek 是光电子的 最大初动能;W 是逸出功,即从金属表面直接飞出的光电子克服正电荷引力所做的功。)三、康普顿效应(表明光子具有 动量)1、1918-1922 年康普顿(美)在研究石墨对 X 射线的散射 时发现:光子在介质中和物质微粒相互作用,可以使光的传播方向发生改变,这种现象叫光 的 散 射 。2、在光的散射过程中,有些散射光的波长比入射光的波长略大,这种现象叫康 普 顿 效 应 。3、光 子 的 动 量 : p=h/四、光的波粒二象性 物质波 1、光 的 波 粒 二 象 性 :干涉、衍射和偏振以无可辩驳的事实表明光是一种波;光电效应和康普顿效应又用无可辩驳的事实表明光是一种粒子,由于光既有波动性,又有粒子性,只能认为光具有波粒二象性。 但不可
3、把光当成宏观观念中的波,也不可把光当成宏观观念中的粒子。少量的光子表现出粒子性,大量光子运动表现为波动性;光在传播时显示波动性,与物质发生作用时,往往显示粒子性;频率小波长大的波动性显著,频率大波长小的粒子性显著。2、光 子 的 能 量 E=h,光 子 的 动 量 p=h/ 表示式也可以看出,光的波动性和粒子性并不矛盾:表示粒子性的粒子能量和动量的计算式中都含有表示波的特征的物理量频率 和波长 。由以上两式和波速公式 c= 还可以得出:E = p c。3、物 质 波 :1924 年德布罗意(法)提出,实物粒子和光子一样具有波动性,任何一个运动着的物体都有一种与之对应的波,波长 =h / p ,这种波叫物质波,也叫德布罗意波。五、原子核式模型机构1、1897 年汤姆生(英)发现了电子,提出原子的枣糕模型,揭开了研究原子结构的序幕。2、1909 年起英国物理学家卢瑟福做了 粒子轰击金箔的实验,即 粒子散射实验(实验装置见必修本 P257)得到出乎意料的结果:绝大多数 粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进,少数 粒子却发生了较大的偏转,并且有极少数 粒子偏转角超过了 90,有的甚至被弹回,偏转角
4、几乎达到180。3、卢瑟福在 1911 年提出原子的核式结构学说:在原子的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里绕着核旋转。按照这个学说,可很好地解释 粒子散射实验结果, 粒子散射实验的数据还可以估计原子核的大小(数量级为 10-15m)和原子核的正电荷数。 原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数。六、氢原子的光谱1、光 谱 的 种 类 :(1)发射光谱:物质发光直接产生的光谱。炽热的固体、液体及高温高压气体发光产生连续光谱; 稀薄气体发光产生线状谱,不同元素的线状谱线不同,又称特征谱线。 (2)吸收光谱:连续谱线中某些频率的光被稀薄气体吸收后产生的光谱,元素能发射出何种频率的光,就相应能吸收何种频率的光,因此吸收光谱也可作元素的特征谱线。2、氢 原 子 的 光 谱 是 线 状 的 (这 些 亮 线 称 为 原 子 的 特 征 谱 线 ),即辐射波长是分立的。七、原子的能级1、卢瑟福的原子核式结构学说跟经典的电磁理论发生矛盾(矛盾为:a、原子是不稳定的;b、原子光谱是连续谱),1913 年玻尔(丹麦)在其基础上,把普朗
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