1、选修 3-4 知识点归纳一、简谐运动1机 械 振 动 ：机械振动是指物体在平衡位置附近 所做的往复运动2回 复 力 ：回复力是指振动物体所受到的指向平衡位置的力，是由作用效果来命名的回复力的作用效果总是将物体拉回平衡位置，从而使物体围绕平衡位置做周期性的往复运动。回复力是由振动物体所受力的合力（如弹簧振子）沿振动方向的分力（如单摆）提供的，这就是回复力的来源。3平 衡 位 置 ：平衡位置是指物体在振动中所受的回复力为零的位置，此时振子未必一定处于平衡状态比如单摆经过平衡位置时，虽然回复力为零，但合外力并不为零，还有向心力4描 述 振 动 的 物 理 量 ：位移总是相对于平衡位置而言的，方向总是
2、由平衡位置指向振子所在的位置总是背离平衡位置向外；振幅是物体离开平衡位置的最大距离，它描述的是振动的强弱，振幅是标量；频率是单位时间内完成全振动的次数；相位用来描述振子振动的步调。如果振动的振动情况完全相反，则振动步调相反，为反相位5简 谐 运 动 ：A、简谐运动的回复力和位移的变化规律 ；B、单摆的周期 。由本身性质决定的周期叫固有周期,与摆球的质量、振幅（振动的总能量）无关。6简 谐 运 动 的 表 达 式 和 图 象 ：x=Asin( t+ 0) 简谐运动的图象描述的是一个质点做简谐运动时，在不同时刻的位移，因而振动图象反映了振子的运动规律（注意：振动图象不是运动轨迹） 。由振动图象还可
3、以确定振子某时刻的振动方向7简 谐 运 动 的 能 量 ：不计摩擦和空气阻力的振动是理想化的振动，此时系统只有重力或弹力做功，机械能守恒。振动的能量和振幅有关，振幅越大，振动的能量越大。二、受迫振动和共振： 物体在驱动力（周期性外力）作用下的振动叫受迫振动，做受迫振动的其振动频率总等于驱动力的频率，与物体的固有频率无关。当驱动力的频率跟物体的固有频率相等时，受迫振幅的振幅最大，这种现象叫共振。 驱动力的频率与振动物体的固有频率相差越大，受迫振动的振幅就越小反之，越接近，受迫振动的振幅越大 （P18 图 共振实验；P19 图 共振曲线）三、机械波1波 的 特 征 量 及 其 关 系（1）波长：波
4、动过程中，对平衡位置的位移总相等的两相邻质点的距离叫波长；（2）频率：波的频率由波源的振动频率决定，在任何介质中，频率保持不变；（3）机械振动在介质中的传播的距离和所用时间的比值叫波速，波速由介质本身的性质所决定，在不同介质中波速是不同的。 （v =x/t ）2介 质 中 质 点 运 动 的 特 征 ：（1）每个质点都在自己平衡位置附近作振动，并不随波迁移；（2）后振动的质点振动情况总是落后于相邻的先振动的质点的振动3波 动 图 象（1）横波的形成过程 P24 图（2）规定用横坐标 x 表示在波的传播方向上各个质点的平衡位置，纵坐标 y 表示某一时刻各个质点偏离平衡位置的位移，连结各质点位移量
5、末端得到的曲线叫做该时刻波的图象（3）横波图象的作用：可知波动中质点的振幅和波长；若已知波的传播方向，可知介质质点的振动方向，反之亦然；相邻的波峰波谷点间的质点振动方向相同；若知波速 v，可求此时刻以后的波形图，方法是把波形图平移 x=v t 的距离。4、波 长 、波 速 和 频 率 （周 期 ）的 关 系 ：v = x/ t= f= / T。四、波的反射和折射 波的干涉和衍射1、在 波 的 反 射 中 ， 反 射 角 等 于 折 射 角 ； 在 波 的 折 射 中 ， s i n 1 / s i n 2 = v 1 / v 2 。2、波绕过障碍物的现象叫做波 的 衍 射 ，能够发生明显的衍射
6、现象的条件是：障碍物或孔的尺寸比波长小，或者跟波长相差不多。 （P37 波的衍射的示意图）3、波 的 独 立 传 播 原 理 ： 几列波相遇时能够保持各自的状态而不互相干扰几列波的重叠区域中的任何一个质点的位移都等于几列波引起位移的矢量和 最能说明独立传播原理的是声波；几个人在一起同时讲话，虽然声波在空间叠加，但人们仍然能分出各自的声音4、产 生 干 涉 的 必 要 条 件 是：两列波源的频率必须相同，干涉区域内某点是振动最强点还是振动最弱点的充要条件：（1）最强：该点到两个波源的路程之差是波长的整数倍，即 =n ；（2）最弱：该点到两个波源的路程之差是半波长的奇数倍 = ；，即。根据以上分析
7、，在稳定的干涉区域内，振动加强点始终加强；振动减弱点始终减弱。 （P40 波的干涉的示意图）5、声 波 是 纵 波 ，能在空气、液体、固体中传播可闻声波的频率大致在 20HZ 到 20kHZ 之间，声波具有波的共性，可以发生反射、折射干涉和衍射等五、多普勒效应： 当波源或者观测者相对于介质运动时，观测者会发现波的频率发生了变化，这种现象叫多普勒效应。当波源与观察者相互靠近时，观察者“感觉”到的频率变大。 当波源与观察者相互远离时，观察者“感觉”到的频率变小。 现象：多普勒测速仪、 “红移” 、 “彩超” 。六、电 磁波 电磁波的 传播1、麦 克 斯 韦 理 论 （ 1888 年赫兹用实验证明其
8、理论是正确的）(1)变化的磁场能够在周围空间_，变化的电场能够在周围空间 _。(2)均匀变化的磁场产生_的电场，均匀变化的电场产生_ 的磁场(3)振荡的(即周期性变化的)磁场产生同频率的振荡电场，振荡的电场产生同频率的振荡磁场2、电 磁 场 ： 变化电场在周围空间产生磁场，变化磁场在周围空间产生电场，变化的电场和磁场成为一个完整的整体，这就是_3、电 磁 波(1)定义：交替产生的振荡电场和振荡磁场向周围空间的传播形成电磁波(2)特点：电磁波是_波在电磁波中，每处的电场强度和磁感强度的方向总是 _，且与电磁波的传播方向_ ； 电磁波的传播_需要介质，波速取决于_，任何频率的电磁波在真空中的传播速
9、度都等于_；电磁波的传播速度等于_的乘积，即_。(3)电磁波与机械波的关系机械波在介质中的传播速度仅由介质决定，与机械波的频率无关电磁波在介质中的传播速度不仅取决于介质，还与电磁波的频率有关，频率_，传播速度越小电磁波本身是物质，所以电磁波的传播不像机械波需要别的物质作为介质机械波_能在真空中传播，而电磁波_真空中传播七、电 磁振 荡， 电 磁波的发射和接收1、无 线 电 波 的 发 射(1)要向外发射无线电波，振荡电路必须具有如下特点：第一，要有足够高的频率；第二，采用开放电路，使电场和磁场分散到尽可能大的空间(2)利用无线电波传递信号，要求发射的无线电波随信号而改变使无线电波随各种信号而改
10、变叫_常用的调制方法有_和_两种使高频振荡的振幅随信号而改变叫_，经过调幅以后发射出去的无线电波叫_使高频振荡的频率随信号而改变叫_，经过调频以后发射出去的无线电波叫_在无线电波的发送中必须有 2、无 线 电 波 的 接 收(1)当接收电路的固有频率跟接收到的无线电波的频率_时，激起的振荡电流最强，这就是 _现象(2)使接收电路产生电谐振的过程叫做_能够调谐的接收电路叫做调谐电路，收音机的调谐电路，是通过调节_来改变电路的频率而实现调谐的(3)从经过调制的高频振荡中“ 检”出调制信号的过程，叫做 _检波是调制的逆过程，也叫_(4)简单收音机通常包括调谐、高频放大、检波、低频放大四个主要部分八、
11、电 磁波 谱及其 应用1、电 磁 波 谱 ：各种电磁波中，除可见光以外，相邻两个波段间都有 重叠 。(1)光是一种电磁波，电磁波的速度和它的传播速度相同，在传播过程中可不需要介质，都具有波动的共性如干涉、_、_。它又是横波(2)电磁波谱（P94 图 太阳辐射）种类 无线电波 红外线 可见光 紫外线 伦琴射线 射线频率特性波动性强 能使人类产生视觉化学作用、荧光作用、杀伤作用穿透作用强用途通讯、广播、导航等加热、烘干、医疗、导向、红外摄影、遥测遥感照明、照相、加热等感光技术、日光灯、黑光灯、杀菌消毒、医疗等工业探伤、医学透视治疗等工业探伤、医用治疗等2、应 用(1)电视：在电视发射端，摄取景物并
12、将景物反射的_转换为_ 的过程叫摄像，这个过程是由摄像管来完成的 在电视接收端，将_还原成像的过程，由电视接收机的显像管来完成伴音信号经检波电路取出后，送到扬声器，扬声器便伴随电视屏幕上的景像发出声音来(2)雷达：雷达是利用无线电波（微波电磁波：直线性好、反射性强； 声呐：超声波机械波）来测定物体位置的无线电设备当雷达向目标发射无线电波时，在指示器的荧光屏上呈现出一个尖形波；在收到反射回来无线电波时.在荧光屏上呈现出二个尖形波根据两个波的距离，可直接从荧光屏上的刻度读出障碍物的距离。九、光的全反射 光导纤维1、折 射 率 光从真空射入某种介质时，入射角的正弦与折射角的正弦之比，叫做这种介质的折
13、射率，折射率用n 表示，即 n=sini/sinr =c/v，因 cv，所以任何介质的折射率 n 都 大于 1.2、光 的 色 散 :白光通过三棱镜后，出射光束变为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光的光束，这种现象叫做光的色散。 （1）同一种介质对红光折射率最小，对紫光折射率最大； （2）在同一种介质中，红光的速度最大，紫光的速度最小；（3）由同一种介质射向空气时，红光发生全反射的临界角大，紫光发生全反射的临界角小。3、全 反 射 ：当光线从光密介质射到光疏介质的界面上时，若入射角大于临界角，则折射光线消失，只产生反射的现象叫全反射产生全反射的条件是：a、光从光密介质射向光疏介质；b、入射角大
14、于或等于临界角（ ） ；两条件必须同时存在，才发生全反射。cvnC1si4、光 导 纤 维 ：内层为光密介质，外层为光疏介质。5、全 反 射 棱 镜 横截面是等腰直角三角形的棱镜叫全反射棱镜。选择适当的入射点，可以使入射光线经过全反射棱镜的作用在射出后偏转 90o（右图 1）或 180o（右图 2） 。 （玻璃到空气；i=45 o C=42o）6、玻 璃 砖 所谓玻璃砖一般指横截面为矩形的棱柱。当光线从上表面入射，从下表面射出时，其特点是：射出光线和入射光线平行；各种色光在第一次入射后就发生色散；射出光线的侧移和折射率、入射角、玻璃砖的厚度有关；可利用玻璃砖测定玻璃的折射率。十、光的干涉、衍射
15、、和偏振1、光 的 干 涉（1）现象：符合一定条件的相干光在相遇的区域出现了稳定的相间的加强区域和减弱区域（2）光发生干涉的条件：_。（3）双缝干涉：(1801 年，英国的托马斯 杨)推导：如图所示，若 S1、S2 光振动情况完全相同，则符合 _时，出现亮条纹(n=0，1， 2，3) 符合_ 时，出现暗条纹(n=0，l，2，3，) 相邻亮条纹（或相邻暗条纹）之间的间距（相邻亮条纹中央间距，相邻暗条纹中央间距)为_。图象特点：中央为_，两边_间距对称分布明暗相间条纹 红光：明、暗条纹宽度最宽，紫光明、暗条纹宽度最窄白光干涉图象中央明条纹的最外侧为红色相邻亮纹（暗纹）间的距离 。用此公式可以测定单
16、色光的波长。用白光作双缝干涉实验时，由于白光内各种色光的波长不同，干涉条纹间距不同，所以屏的中央是白色亮纹，两边出现彩色条纹。（4）薄膜干涉：相干光源的由来：利用薄膜(如肥皂液膜、空气膜 )_的反射光束相遇而形成干涉现象 图象特点：同一条亮(或暗) 条纹上所对应薄膜厚度_ 单色光在肥皂膜上 (上薄下厚)形成水平状明暗相间条纹(白光入射形成彩色条纹) 应用：_、_ 。2、光 的 衍 射（1）现象：光偏离直线传播绕过障碍物进入阴影区域里的现象各种不同形状的障碍物都能使光发生衍射。（2）产生条件：_由于可见光波波长较小，所以光的衍射需在特定的条件下才能被明显观察到；当障碍物或孔的尺寸小于 0.5mm
17、 时，有明显衍射现象在发生明显衍射的条件下，当窄缝变窄时，亮斑的范围变大，条纹间距离变大，而亮度变暗。（3）单缝衍射：图象特点：中央条纹为_，两侧为_间隔的明暗相间的条纹(白光入射为彩色条纹)应用：用衍射光栅测定光波波长（4）例子：1818 年法国物理学家菲涅耳提出光的波动理论；数学家泊松推算出在圆板阴影的中心应有一个亮斑（即著名的泊松亮斑） ，后被实验证实，即说明泊松亮斑是由光的衍射形成。 ）3、光 的 偏 振（1）光是横波，是电磁波，场强 E 和磁感强度 B 的振动方向均与波传播的方向垂直所以光有偏振现象（2）自然光：在光波传播方向垂直的平面内光振动(指 E 的振动) 沿各个方向振动强度都
18、_ 的光如由太阳、电灯等普通光源发出的光（3）偏振光：在光波传播方向的垂直平面内，只有沿着 振动的光如自然光经一偏振片作用后的光，再如自然光射到两介质分界面时同时发生反射和折射(反射角和折射角和为 900 时) ，反射光线和折射光线是光振动方向互相垂直的偏振光（4）应用：利用偏振滤光片摄影、观看立体电影等十一、激光的特性和应用1、由 来 ：是一种人工产生的_2、特 点 ：_；_；_。3、广 泛 应 用 ：产生明显的干涉图象(频率单一相干性好 )；利用激光通过光导纤维实现通讯、全息照相 (利用相于性好进行“ 调制 ”)；激光雷达测距测速(平行度好，结合多普勒效应) ； VCD、CD 唱机，电脑光
19、驱(平行度好)；医学上“激光刀 ”(光强度大)； 受控核聚变( 光强大、能量集中)十二、狭义相对论 的基本假设1、狭 义 相 对 性 原 理 ：一切惯性系中，所有的物理规律都是相同的。 （伽利略相对性原理不能解释光速问题）2、光 速 不 变 原 理 ：在所有惯性系中，真空中的光速具有相同的量值 c。 （麦克耳孙 莫雷实验）十三、狭义相对论 的几个重要结论 1、同 时 的 相 对 性 ：两个时间是否同时因参考系的不同而不同。2、时 空 的 相 对 性 ：（经典物理学认为空间和时间是脱离物质而存在，是绝对的，空间与时间之间也是没有联系的；相对论认为空间和时间与物质的运动状态有关，时空的相对性的最早
20、证据更宇宙先的观测有关 ）（1）长度的相对性：物体相对观测者运动时，在运动方向上，观测者认为它们的长度要缩短，也称为“长度收缩”或“尺缩效应” ； （P102 最后一段） （在垂直于运动方向上，杆的长度没有变化）（2）时间间隔的相对性：两个事件之间的时间间隔在不同的参考系内观测是不同的。这种效应也称为“时间膨胀”或“钟慢效应” 。 （P103 最后一段） 3、相 对 质 量 ：物体的质量会随着速度的增大而增大。4、质 能 方 程 ：E = mc2 即一定的质量总是与一定的能量对应着。但 “质量不是能量、质量不可以转变为能量” 。选修 3-5 知识点归纳一、动 量守恒定律1、 动 量 守 恒 定
21、 律 的 条 件 ：系统所受的总冲量为零（不受力、所受外力的矢量和为零或外力的作用远小于系统内物体间的相互作用力） ，即系统所受外力的矢量和为零。 （碰撞、爆炸、反冲）注意：内力的冲量对系统动量是否守恒没有影响，但可改变系统内物体的动量。内力的冲量是系统内物体间动量传递的原因，而外力的冲量是改变系统总动量的原因。2、动 量 守 恒 定 律 的 表 达 式 m1v1+m2v2=m1v1/+m2v2/ （规定正方向） p 1=p 2/ 3、某 一 方 向 动 量 守 恒 的 条 件 ：系统所受外力矢量和不为零，但在某一方向上的力为零，则系统在这个方向上的动量守恒。必须注意区别总动量守恒与某一方向动
22、量守恒。4、碰 撞（1）完全非弹性碰撞：获得共同速度，动能损失最多动量守恒， ；（2）弹性碰撞：动量守恒，碰撞前后动能相等；动量守恒， ；动能守恒， ； 特例 1：A、B 两物体发生弹性碰撞，设碰前 A 初速度为 v0，B 静止，则碰后速度 ，vB=0vmBA0vm特例 2：对于一维弹性碰撞，若两个物体质量相等，则碰撞后两个物体互换速度（即碰后 A 的速度等于碰前B 的速度，碰后 B 的速度等于碰前 A 的速度）（3）一般碰撞：有完整的压缩阶段，只有部分恢复阶段，动量守恒，动能减小。5、人 船 模 型 两个原来静止的物体（人和船）发生相互作用时，不受其它外力，对这两个物体组成的系统来说，动量守
23、恒，且任一时刻的总动量均为零，由动量守恒定律，有 mv = MV （注意：几何关系） 二、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（6.6310 -34J.S）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）
24、三、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。 （实验图在课本）（2）光电效应的研究结果：新教材：存在饱和电流，这表明入射光越强，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，一般不超过 10-9s。老教材：任何一种金属，都
25、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；光电子的最大初动能与入射光的强度无关 ，只随着入射光频率的增大而增大；入射光照到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的 ，一般不超过 10-9s；当入射光的频率大于极限频率时，光电流的强度与入射光的强度成正比。（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
26、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。 ）四、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/五、光的波粒二象性 物质波 概率波 不确定关系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
27、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。 （P41 电子干涉条纹对概率波的验证）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 =
28、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。 （P38 电子的衍射图样；电子显微镜的分辨率为何远远高于光学显微镜）4、概 率 波 ：从光子的概念上看，光波是一种概率波。5、不 确 定 关 系 ： ，x 表示粒子位置的不确定量，p 表示粒子在 x 方向上的动量的不确定量。 （为何粒子位置的不确定量x 越小，粒子动量的不确定量p 越大，用单缝衍射进行解释？ P43 图）六、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
29、子结构的序幕。 （谁发现了阴极射线？）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，偏转角几乎达到 180。 （P53 图）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
30、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。七、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。3、基 尔 霍 夫 开 创 了 光
31、谱 分 析 的 方 法 ：利用 元素的特征谱线（线状谱或吸收光谱）鉴别物质的分析方法。八、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，把普朗克的量子理论运用到原子系统上，提出玻尔理论。2、玻 尔 理 论 的 假 设 ：（1）原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量，这些状态叫做定态。氢原子的各个定态的能量值，叫做它的能级。原子处于最低能级时电子在离核最近的轨道上运动，这种定态叫做基态；原子处于较高能级时电子在离核较远的轨道上运
32、动的这些定态叫做激发态。（2）原子从一种定态（设能量为 En）跃迁到另一种定态（设能量为 Em）时，它辐射（或吸收）一定频率的光子，光子的能量由这两种定态的能量差决定，即 h = En Em， （能级图见 3-5 第 64 页）（3）原子的不同能量状态跟电子沿不同的圆形轨道绕核运动相对应。原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道的分布也是不连续的。3、玻 尔 计 算 公 式 ：rn =n2 r1 , En = E1/n2 (n=1,2,3)r 1 =0.5310-10 m , E1 = -13.6eV ,分别代表第一条（即离核最近的）可能轨道的半径和电子在这条轨道上运动时的能量。 （选定离核无
33、限远处的电势能为零，电子从离核无限远处移到任一轨道上，都是电场力做正功，电势能减少，所以在任一轨道上，电子的电势能都是负值，而且离核越近，电势能越小。 ）4、从高能级向低能级跃迁时放出光子；从低能级向高能级跃迁时 可能是 吸收光子，也可能是由于碰撞（用加热的方法，使分子热运动加剧，分子间的相互碰撞可以传递能量） 。原子从低能级向高能级跃迁时只能吸收一定频率的光子；而从某一能级到被电离可以吸收能量大于或等于电离能的任何频率的光子。5、一群氢原子处于量子数为 n 的激发态时，可能辐射出的光谱线条数为 N= 。6、玻尔模型的成功之处在于它引入了量子概念（ 提出了能级和跃迁的概念 ，能解释气体导电时发
34、光的机理、氢原子的线状谱） ，局限之处在于它过多地保留了经典理论（经典粒子、轨道 等） ，无法解释复杂原子的光谱。 7、现代量子理论认为电子的轨道只能用 电子云来描述。8、光谱测量发现原子光谱是线状谱 和夫兰克 赫兹实验证实了原子能量的量子化 （即原子中分立能级的存在）九、原子核的组成1、1919 年卢瑟福用 粒子轰击氮原子核 发 现 质 子 即氢原子核。核反应方程_。2、卢瑟福预想到原子内存在质量跟质子相等的不带电的中性粒子，即中 子 。查德威克经过研究，证明：用天 射线轰击铍时，会产生一种看不见的贯穿能力很强（10-20 厘米的铅板）的不带电粒子，用其轰击石蜡时，竟能从石蜡中打出质子，此贯
35、穿能力极强的射线即为设想中的中子。核反应方程_ _。3、质 子 和 中 子 统 称 核 子 ，原子核的电荷数等于其质子数，原子核的质量数等于其质子数与中子数的和。具有相同质子数的原子属于同一种元素；具有相同的质子数和不同的中子数的原子互称同位素。4、天 然 放 射 现 象（1）人类认识原子核有复杂结构和它的变化规律，是从天然放射现象开始的。（2）1896 年贝克勒耳发现放射性，在他的建议下，玛丽居里和皮埃尔居里经过研究发现了新元素钋和镭。（3）用磁场来研究放射线的性质（图见 3-5 第 74 页）： 射线带正电，偏转较小， 粒子就是氦原子核，贯穿本领很小，电离作用很强，使底片感光作用很强； 射
36、线带负电，偏转较大，是高速电子流，贯穿本领很强（几毫米的铝板） ，电离作用较弱； 射线中电中性的，无偏转，是波长极短的电磁波，贯穿本领最强（几厘米的铅板） ，电离作用很小。十、原子核的衰变 半衰期1、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 。在衰变中电荷数和质量数都是守恒 的（注意：质量并不守恒。 ） 。 射线是伴随 射线或 射线产生的，没有单独的 衰变（ 衰变：原子核处于较高能级，辐射光子后跃迁到低能级。 ） 。 衰变举例 ； 衰变举例 。2、半 衰 期 ：放射性元素的 原子核有半数发生衰变需要的时间。放射性元素衰变的快
37、慢是由核内部本身的因素决定，与原子所处的物理状态或化学状态无关，它是对大量原子的统计规律。N= ， m= 。十一、放射性的应 用与防护 放射性同位素1、放 射 性 同 位 素 的 应 用 ：a、利用它的射线（贯穿本领、电离作用、物理和化学效应） ；b、做示踪原子。2、放 射 性 同 位 素 的 防 护 ：过量的射线对人体组织有破坏作用，这些破坏往往是对细胞核的破坏，因此，在使用放射性同位素时，必须注意人身安全，同时要放射性物质对空气、水源等的破坏。十二、核力与结合能 质量亏损1、由 于 核 子 间 存 在 着 强 大 的 核 力 （核子之间的引力，特点：核力与核子是否带电无关短程力，其作用范围
38、为，只有相邻的核子间才发生作用） ，所以核子结合成原子核（例_）或m10.原子核分解为核子（例_ _）时，都伴随着巨大的能量变化。核子结合为原子核时释放的能量或原子核分解为核子时吸收的能量叫原子核的结合能，亦称核能。2、我们把核子结合生成原子核，所生成的原子核的质量比生成它的核子的总质量要小些，这种现象叫做质量亏损。爱因斯坦在相对论中得出物体的质量和能量间的关系式_，就是著名的质能联系方程，简称质能方程。 1u=_kg 相当于_MeV （此结论在计算中可直接应用） 。十三、原子核的人工转变 原子核在其他粒子的轰击下产生新核的过程，称为核反应（原子核的人工转变） 。在核反应中电荷数和质量数都是守
39、恒的。 举例：（1）如 粒子轰击氮原子核发现质子；（ 2）1934 年，约里奥居里和伊丽芙居里夫妇在用 粒子轰击铝箔时，除探测到预料中的中子外，还探测到了正电子。核反应方程_ _这是第一次用人工方法得到放射性同位素。十四、重核的裂变 轻核的聚变1、凡 是 释 放 核 能 的 核 反 应 都 有 质 量 亏 损 。核子组成不同的原子核时，平均每个核子的质量亏损是不同的，所以各种原子核中核子的平均质量不同。核子平均质量小的，每个核子平均放的能多。铁原子核中核子的平均质量最小，所以铁原子核最稳定。凡是由平均质量大的核，生成平均质量小的核的核反应都是释放核能的。2、1938 年德国化学家哈恩和斯特拉斯
40、曼发现 重 核 裂 变 ，即一个重核在俘获一个中子后，分裂成几个中等质量的核的反应过程,这发现为核能的利用开辟了道路。铀核裂变的核反应方程_ _。3、由 于 中 子 的 增 殖 使 裂 变 反 应 能 持 续 地 进 行 的 过 程 称 为 链式 反 应 。为使其容易发生，最好使用纯铀 235。因为原子核非常小，如果铀块的体积不够大，中子从铀块中通过时，可能还没有碰到铀核就跑到铀块外面去了，因此存在能够发生链式反应的铀块的最小体积，即临界体积。发生链式反应的条件是裂变物的体积大于临界体积，并有中子进入。应用有原子弹、核反应堆。4、轻 核 结 合 成 质 量 较 大 的 核 叫 聚 变 。（例： _）发生聚变的条件是：超高温（几百万度以上） ，因此聚变又叫热核反应。 太阳的能量产生于热核反应。可以用原子弹来引起热核反应。应用有氢弹、可控热核反应。
