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整理物理电学整理
物理学科单元教学设计资源共享记录表
单元内容:
光和原子物理
一知识点归纳
电磁场与电磁波:
电磁场常识性了解,理解c=λf,记住真空中的光速c=3.00×108m/s。
知道光在不同媒质中传播,频率不变,速度和波长改变。
光的性质:
1.光的“波动说”和“微粒说”:
注意相关史实。
惠更斯的波动说,解释光的折射和独立传播。
牛顿的微粒说,弹性小球解释光的直线传播和在介质界面的反射现象,各自的成功和局限。
托马斯•杨的双缝干涉实验和麦克斯韦的电磁波理论,赫兹通过实验计算出电磁波的波长和频率。
爱因斯坦的光子说。
光的波粒二象性。
2.光的干涉:
a.现象:
薄膜干涉(肥皂膜,油膜),双缝干涉。
b.产生的条件:
相干光束(包括产生的方法)
c.条纹的特点:
中心区域条纹间距相等,不同的单色光的条纹宽度不等。
复色光是彩色条纹。
3.光的衍射:
a.现象:
单缝衍射,小孔衍射,泊松亮斑,多缝衍射
(羽毛,CD片,激光防伪图案)
b.产生的条件:
障碍物(或狭缝)的尺寸接近或小于光的波长。
c.条纹的特点:
条纹间距不相等,中间条纹最宽,不同的单色光的中间条纹宽度不等。
白光是彩色条纹,中间条纹是白色。
4.光的电磁说:
常识性了解(红外线,紫外线等)。
为光电效应中的极限频率作准备。
5.光电效应:
a.现象:
实验装置(对照图片)及实验现象,光电子。
b.特点:
瞬时性,极限频率,最大初动能,光电流强度。
c.解释:
光子说。
d.应用:
光电管。
原子物理:
英国剑桥大学卡文迪许实验室
汤姆逊——→从阴极射线发现电子(1897)——→原子可分——→枣糕模型(1904)。
汤姆逊的学生卢瑟福—→α粒子散射实验(1901-1911年)——→核式模型(1911)。
α粒子散射实验:
装置,现象(绝大多数,少数,极少数,个别)。
原子半径:
10-10m,原子核的大小:
10-15m—10-14m。
卢瑟福———→发现质子:
装置,方程。
(预言中子的存在)
卢瑟福的学生查德威克———→发现中子:
方法,方程。
原子的组成:
原子核和电子。
原子核由核子(中子和质子)组成。
贝克勒尔———→发现天然放射现象(1896)———→揭示原子核可分。
三种射线:
本质,性质(速度,电离作用,穿透本领)。
α衰变及衰变方程,β衰变及实质
知道人工转变;理解原子核符号,会计算质子数和中子数;
理解核反应方程,知道质量数守恒和电荷数守恒。
了解部分:
d.应用:
光电管(阴极,阳极),电路连接,工作原理。
E=hυ,玻尔理论(定态和跃迁),物质的波粒二象性;了解半衰期;知道反粒子。
二物理学史资料
惠更斯提出了光的波动说;
牛顿主张光是一种微粒(微粒说);
伦琴发现了X射线;
麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存在,赫兹用实验证实了电磁波的存在;
麦克斯韦从理论上预言了光是一种电磁波;
托马斯·杨的干涉实验,有力地证明了光具有波动性;
爱因斯坦在解释光电效应规律时,提出了光子学说;
汤姆生发现电子表明原子内部是有复杂的结构的
卢瑟福根据α粒子的散射,提出了原子的核式结构学说;
卢瑟福通过人工转变,用α粒子轰击氮核,发现了质子,并预言了中子的存在;
查德威克用α粒子轰击铍核,发现了中子;
首先发现天然放射现象的是贝克勒耳。
居里夫妇用α粒子轰击铝箔时发现了正电子;
三光的波粒二象性知识点复习
1.波动说和微粒说:
荷兰物理学家惠更斯提出了光的波动学说,解释了光的折射和独立传播。
但是著名物理学家牛顿却支持微粒说.微粒说很容易解释光的直进现象,解释光的反射也很容易。
光的微粒说和波动说各有成功的一面,但都不能完满地解释当时知道的各种光现象.
2.光的干涉:
a.现象:
(1)双缝干涉:
英国物理学家托马斯·杨,在实验室里成功地观察到了光的干涉现象.
(2)薄膜干涉(肥皂液薄膜,油膜,增透膜)
竖立的肥皂液薄膜,由于重力的作用,成了上薄下厚的楔形.酒精灯火焰的光照射到薄膜上时,从膜的前表面和后表面分别反射出来,形成两列波,这两列波的频率相同,所以能产生干涉.在薄膜的某些地方,两列波反射回来时恰是波峰和波峰叠加、波谷和波谷叠加,使光波的振动加强,形成黄色的亮条纹;在另外一些地方,两列波的波峰和波谷叠加,使光波的振动互相抵消,形成暗条纹.
b.产生条件:
相干光束
c.条文特点:
1.在双缝干涉现象里,明条纹或暗条纹之间的距离,总是相等的.
2.在狭缝间的距离和狭缝与屏的距离都不变的条件下,用不同颜色的光做实验.条纹间的间隔是不同的.红光的条纹间隔最大,紫光的条纹间隔最小.
3.用白光照射,看到彩色花纹
d.光的干涉在技术上的应用
1.干涉法检查平整度
2.增透膜
3.光的衍射
a.现象:
光离开直线路径绕到障碍物阴影里去的现象,这种现象叫光的衍射.衍射时产生的明暗条纹或光环,叫衍射图样.
(1)单缝衍射:
(2)小孔衍射:
(3)园盘衍射:
在不透明圆板的阴影中心,有一个亮斑.这就是著名的泊松亮斑.
(4)多缝衍射:
羽毛,CD片,激光防伪图案
b.产生条件:
障碍物(或狭缝)的尺寸接近或小于光的波长
c.条文特点:
(1)条纹间距不相等,中间最宽。
(2)不同的单色光的中间条纹宽度不等,红光最宽,紫光最窄。
(波长越长越容易发生明显的衍射现象。
)
(3)白光是彩色条纹,中间条纹是白色。
4.光的干涉和衍射现象说明光具有波动性。
5.光的电磁说:
麦克斯韦提出光是一种电磁波.赫兹用实验证实了电磁波也跟光波一样具有反射、折射、干涉、衍射等性质.他还通过实验测出了一定频率的电磁波的波长,算出了电磁波的波速,结果跟麦克斯韦关于电磁波的波速等于光速的预言符合得相当好.这就证明了麦克斯韦的光的电磁理论是正确的.波长与频率的乘积等于波速(
),这个关系对于一切波都是适用的.不同色光在真空中的传播速度相同,(光在真空或空气中的传播速度约为3.00×108米/秒)而波长不同,因而它们的频率也不同,波长越长频率越小,波长越短频率越大.
6.电磁波谱 无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线合起来,构成了范围非常广阔的电磁波谱
7.
光电效应
a.现象:
把一块擦得很亮的锌板连接在灵敏验电器上,用弧光灯照锌板(图8-14),验电器的指针就张开一个角度,
b.定义:
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.
c.特点:
1.任何一种金属,都有一个极限频率,入射光的频率必须大于这个极限频率,才能产生光电效应;低于这个频率的光不能产生光电效应.
2.入射光照到金属上时,光电子的发射几乎是瞬时的——瞬时性
d.解释:
为了解释光电效应的规律,爱因斯坦提出,在空间传播的光也不是连续的,而是一份一份的,每一份叫做一个光子,光子的能量跟它的频率成正比,即E=hv,式中的h就是上面讲的普朗克常量.这个学说后来就叫做光子说.
e.应用:
光电管
光电效应把光信号转变为电信号,动作非常迅速灵敏,因此在科学技术中得到了广泛的应用.光电管就是适应这种需要而制成的.
图8-15甲是一种真空光电管,玻璃泡里的空气已经抽出,有的光电管的玻璃泡里充有少量的惰性气体(如氩、氖、氦等).泡的内半壁涂有碱金属,例如钠、锂、铯,作为阴极K.泡内另有一阳极A.使用时像图8-15乙那样把它连在电路里,当光照射到光电管的阴极K时,电路里就产生电流,电流的强度取决于照射光的强度.光电管不能用强光照射,否则容易老化失效.光电管产生的电流很弱,应用时可以用放大器把它放大.
8.光的波粒二象性
由于光既有波动性,又有粒子性,我们无法只用其中的一种去说明光的一切行为,只能认为光具有波粒二象性.
四原子和原子核复习
1.汤姆生从阴极射线发现了电子(1897)→原子可分→葡萄干蛋糕模型
2.卢瑟福→α粒子散射实验(1909)→行星模型
实验装置:
在一个小铅盒里放有少量的放射性元素钋,它发出的α粒子从铅盒的小孔射出,形成很细的一束射线射到金箔上(图9-2).α粒子穿过金箔后,打到荧光屏上产生一个个的闪光,这些闪光可以用显微镜观察到.整个装置放在一个抽成真空的容器里,荧光屏和显微镜能够围绕金箔在一个圆周上转动,如图9-2所示.
实验现象:
绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进,少数α粒子却发生了较大的偏转,并且有极少数α粒子偏转角超过了90°,有的甚至被弹回,偏转角几乎达到180°.这种现象叫做α粒子的散射.
实验结论:
(1)从α粒子散射实验的数据还可以估计出原子核的大小约为10-15~10-14米.原子半径大约是10-10米,所以原子核的半径只相当于原子半径的万分之一到十万分之一。
(2)原子核虽小,却集中着原子的几乎全部的质量,因为核外电子的质量跟原子的质量比较起来是很微小的.
(3)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.
3.贝克勒尔→发现天然放射现象(1896)→揭示原子核可分
(1)三种射线:
α射线(带正电)——α粒子——就是氦原子核(性质:
α粒子射出的速度约为光速的十分之一,但是贯穿物质的本领很小;不过它有很强的电离作用,很容易使空气电离,使照相底片感光的作用也很强.)
β射线(带负电)——高速运动的电子流(性质:
β射线的贯穿本领较强,但它的电离作用比较弱.)
γ射线(不带电)——光子流(性质:
β射线的贯穿本领很强,但它的电离作用很弱.)
(2)放射性元素的衰变(简称:
衰变)原子核由于放出某种粒子而转变为新核的变化叫做原子核的衰变.
例如铀核,放出一个α粒子后,就变成了新的原子核(铀238核放出α粒子变成钍234核的衰变)就是α衰变;放出β粒子的衰变叫做β衰变.
4.原子核的人工转变
(1)卢瑟福→发现质子(就是氢原子核)
方法——用α粒子轰击氮原子核的实验;预言——中子的存在
(2)查德威克——发现中子(不带电)
方法——α射线轰击铍核
5.原子的组成——原子核+电子
原子核的组成——质子+中子
6.原子核的表示:
A—核子数(=质量数);Z—质子数(=核电荷数=原子序数);X—元素符号。
核子数=质子数+中子数
7.核能;重核的裂变铀核在俘获一个中子后,发生了一个重核分裂成两个中等质量的核的反应过程——重核裂变.铀核裂变的产物是多种多样的,有时裂变为氙(Xe)和锶(Sr),有时裂变为钡(Ba)和氪(Kr)或锑(Sb)和铌(Nb),同时放出2~3个中子.
8.链式反应 铀核裂变时,同时放出2~3个中子,如果这些中子再引起其他铀235核裂变,就可使裂变反应不断地进行下去.这种反应叫做链式反应(图9-16).为了使裂变的链式反应容易发生,最好是利用纯铀235.
五部分高考试题
4一置于铅盒中的放射源发射的α、β和γ射线,由铅盒的小孔射出,在小孔外放一铝箔后,铝箔后的空间有一匀强电场。
进入电场后,射线变为a、b两束,射线a沿原来方向行进,射线b发生了偏转,如图所示,则图中的射线a为_____γ____射线,射线b为______β_______射线。
(2007年高考试题)
6.
U衰变为
Rn要经过m次α衰变和n次β衰变,则m,n分别为(B)
(A)2,4。
(B)4,2。
(C)4,6。
(D)16,6。
(2007年高考试题)
8.光通过各种不同的障碍物后会产生各种不同的衍射条纹,衍射条纹的图样与障碍物的形状相对应,这一现象说明(BC)
(A)光是电磁波。
(B)光具有波动性。
(C)光可以携带信息。
(D)光具有波粒二象性。
(2007年高考试题)
高三物理练习(光的本性、原子物理)
一单选题
1.在用α粒子轰击金箔的实验中,卢琴福观察到的α粒子的运动情况是:
()
A.全部α粒子穿过金箔后仍按原来的方向前进
B.绝大多数α粒子穿过金箔后仍按原来的方向前进,少数发生较大偏转,极少数甚至被弹回
C.少数α粒子穿过金箔后仍按原来的方向前进,绝大多数发生较大偏转,甚至被弹回
D.全部α粒子都发生很大偏转
2.下列现象中,与原子核内部变化有关的是()
A.α粒子散射 B光电效应 C天然放射现象 D 原子发光现象
3.天然放射性元素放出的α粒子是()
A.
HeB.
HC.
nD.
e
4.关于γ射线下列说法正确的是()
A.它是波长极短的电磁波B.它是高速运动的电子流
C.它的贯穿本领比β射线弱D.它对空气的电离作用比α射线强
5.碳的一种同位素
C具有放射性,它的原子核放出一个β粒子(
e)后,衰变成()
A.
NB.
BC.
CD.
C
6.α粒子击中氮14核后放出一个质子,转变为氧17核(
O)。
在这个氧原子核中有()
A.8个正电子B.17个电子C.9个中子D.8个质子
7.某种放射性元素的原子核放出一个α粒子(
He)后,变成新原子核。
新核与原核比较()
A.质量数少4,电荷数少2B.质量数少4,电荷数多2
C.质量数少2,电荷数少2D.质量数少2,电荷数多2
8.在水面的油膜上常常看到彩色花纹,这是光的()
A.干涉现象B.衍射现象C.全反射现象D.色散现象
9.关于光的本性,以下说法中正确的是()
A.光既具有波动性,又具有粒子性B.光的波长越大,光子的能量越大
C.光的颜色与光的频率无关D.某些物体是不辐射红外线的
10.下列说法符合史实的是( )
A 卢瑟福最早发现了电子 B汤姆孙最早发现了电子
C爱因斯坦发现了核式结构模型 D 卢瑟福建立了枣糕模型
二、多选题
11.关于光电效应,下列说法中正确的是()
A.光电效应说明光具有粒子性
B.光电效应说明光不具有位子性
C.当红光照射某种材料发生光电效应时,紫光一定能使这种材料发生光电效应
D.当紫光刚好使某种材料发生光电效应时,红光也能使这种材料发生光电效应
12.证明具有波动性的实验现象有()
A.光的干涉B.光的衍射
C.白光通过三棱镜发生色散D.光电效应
13.卢瑟福α粒子散射实验的结果表明()
A.可以用人工方法直接观察原子核的结构
B.质子比电子轻
C.原子的全部正电荷集中在很小的体积内
D.原子核内存在中子
14.在电磁波谱中,红外线、可见光和伦琴射线三个波段的频率大小关系是()
A.红外线的频率最大,可见光的频率最小
B.伦琴射线频率最大,红外线的频率最小
分类具体内容应编写的环境影响评价文件C.可见光的频率最大,红外线的频率最小
D.伦琴射线频率最大,可见光的频率最小
3.不同等级的环境影响评价要求三、填空题 (20分)
15.光子的能量是由光的__________决定的,可见光中光子能量最大的是________色光。
D.环境影响研究报告16.真空中波长为3.0×10-7m的紫外线的频率是_______Hz,这种紫外线的光子打到金属钠的表面时__________发生光电效应(填“能”或“不能”)。
已知钠的极限频率是6.0×1014Hz。
17.完成下列核反应方程:
(一)环境影响经济损益分析概述
N+
He→
O+_______。
Be+
He→
C+_______。
U→
Th+_______;
Ar+
He→
Ca+________。
18.
Ra核衰变为
Pb要经过_________次α衰变各和_________次β衰变。
(4)根据评价的目的、要求和评价对象的特点、工艺、功能或活动分布,选择科学、合理、适用的定性、定量评价方法对危险、有害因素导致事故发生的可能性及其严重程度进行评价。
参考答案
1.B2.C3.A4.A5.A6.D7.A8.A9.A10.B11.AC12.AB13.ACD14.AB
15.频率、紫
(1)建设项目概况。
16.1.0×1015Hz,能
(6)对建设项目实施环境监测的建议。
17.完成下列核反应方程:
一、环境影响评价的发展与管理体系、相关法律法规体系和技术导则的应用
N+
He→
O+
H
Be+
He→
C+
n
(3)评价单元划分应考虑安全预评价的特点,以自然条件、基本工艺条件、危险、有害因素分布及状况便于实施评价为原则进行。
U→
Th+
He
Ar+
He→
Ca+
n
安全预评价方法可分为定性评价方法和定量评价方法。
18.
Ra核衰变为
Pb要经过__5_______次α衰变各和____4_____次β衰变。
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