1、什么是量子物理学？
量子物理学包含两个层次：一个是原子层次的物质理论：量子力学，正是它我们才能理解和操纵物质世界；另一个是量子场论，它在科学中起到一个完全不同的作用。
2、什么是量子力学？
量子力学（Quantum Mechanics）是研究微观粒子的运动规律的物理学分支学科，它主要研究原子、分子、凝聚态物质，以及原子核和基本粒子的结构、性质的基础理论，它与相对论一起构成了现代物理学的理论基础。
3、经典物理在原子光谱面前是怎样失效的？
为了解释氢原子的线光谱，必须研究氢原子的结构，如果从卢瑟福的原子核式模型出发，那么根据经典电动力学，电子的旋转将引起电磁辐射。因此，电子的轨道半径会越来越小，最后掉入核里，正负电荷中和，原子发生坍缩，可以证明在这一过程中，电子的旋转频率不断增加，辐射的波长也相应地连续改变，那么原子光谱应是连续谱。可是实验现象却不是这样，经典物理在原子光谱面前失效了。
4、为了解释氢原子光谱的实验事实，玻尔提出了哪三条基本假设？
1）. 定态假设：电子绕核作圆周运动时，只在某些特定的轨道上运动，在这些轨道上运动时，虽然有加速度,但不向外辐射能量，每一个轨道对应一个定态，而每一个定态都与一定的能量相对应；
2）. 频率条件：电子并不永远处于一个轨道上，当它吸收或放出能量时，会在不同轨道间发生跃迁，跃迁前后的能量差满足频率法则；
3）. 角动量量子化假设：电子处于上述定态时,角动量L=mvr是量子化的. 什么是光电效应？
光照射到金属上，引起物质的电性质发生变化。这类光变致电的现象被人们统称为光电效应。
5、光电效应具有哪些实验规律？
1）．每一种金属在产生光电效应时都存在一极限频率（或称截止频率），即照射光的频率不能低于某一临界值。相应的波长被称做极限波长（或称红限波长）。当入射光的频率低于极限频率时，无论多强的光都无法使电子逸出。
2）．光电效应中产生的光电子的速度与光的频率有关，而与光强无关。
3）．光电效应的瞬时性。实验发现，即几乎在照到金属时立即产生光电流。响应时间不超过十的负九次方秒（1ns）。
4）. 入射光的强度只影响光电流的强弱，即只影响在单位时间单位面积内逸出的光电子数目。在光颜色不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大，即一定颜色的光，入射光越强，一定时间内发射的电子数目越多。
6、什么是波函数的统计解释？
波函数模的平方代表某时刻t在空间某点(x,y,z)附近单位体积内发现粒子的概率，即|?| 2 代表概率密度。
7、什么是德布罗意波统计解释？
1. 从粒子的观点看，衍射图样的出现，是由于电子不均匀地射向照相底片各处形成的，有些地方电子密集，有些地方电子稀疏，表示电子射到各处的概率是不同的，电子密集的地方概率大，电子稀疏的地方概率小。
2. 从波动的观点来看，电子密集的地方表示波的强度大，电子稀疏的地方表示波的强度小，所以，某处附近电子出现的概率就反映了在该处德布罗意波的强
度。对电子是如此，对其它粒子也是如此。
3. 普遍地说，在某处德布罗意波的振幅平方是与粒子在该处出现的概率成正比的。
8、什么是经典波？什么是德布罗意波？二者有何不同？
经典波包括机械波和电磁波，是宏观上主要显示波性的波。
机械波——机械振动在空间的传播
电磁波——由同相振荡且互相垂直的电场与磁场在空间中以波的形式移动，其传播方向垂直于电场与磁场构成的平面，有效的传递能量和动量。
德布罗意波——是对微观粒子运动的统计描述，它的振幅的平方表示粒子出现的概率，是概率波，这种微观粒子的运动主要显示粒性。
9、什么是自由粒子？
自由粒子是一种特殊的力学体系，它的动量、能量不随时间和空间位置改变。
10、什么是主量子数？
主量子数n是和能量有关的量子数。原子具有分立能级，能量只能取一系列值，每一个波函数都对应相应的能量。氢原子以及类氢原子的分立值为：En=-1/n*2×2.18×10*(-18)J，n 越大能量越高电子层离核越远。主量子数决定了电子出现的最大几率的区域离核远近，决定了电子的能量。N=1，2，3，……；常用K、L、M、N……表示。
11、什么是角量子数？
角量子数l是和能量有关的量子数。电子在原子中具有确定的角动量L，它的取值不是任意的，只能取一系列分立值，称为角动量量子化。L=√l(l+1)·(h/2π) ，l=0，1，2，……（n-1）。l 越大，角动量越大，能量越高，电子云的形状也不同。l=0，1，2，……常用s，p，d，f，g 表示，简单的说就是前面说的电子亚层。角量子数决定了轨道形状，所以也称未轨道形状量子数。s 为球型，p 为哑铃型，
d 为花瓣，f 轨道更为复杂。
12、什么是磁量子数？
磁量子数m是和电子能量无关的量子数。原子中电子绕核运动的轨道角动量，在外磁场方向上的分量是量子化的，并由量子数m 决定，m 称为磁量子数。对于任意选定的外磁场方向Z，角动量L 在此方向上的分量LZ 只能取一系列分立值，这种现象称为空间量子化。LZ=m·h/2π，m=0，±1，±2……±l。磁量子数决定了原子轨道空间伸展方向，即原子轨道在空间的取向，s 轨道只有一个方向（球），p 轨道有3 个方向，d 轨道5 个，f 轨道7 个……。l 相同，m 不同即形状相同空间取向不同的原子轨道能量是相同的。不同原子轨道具有相同能量的现象称为能量简并。
13、什么是自旋磁量子数？
粒子的自旋也产生角动量，其大小取决于自旋磁量子数（ms)。电子自旋角动量是量子化的其值为Ls=√s(s+1) ·(h/2π) ，s= 1/2 ，s 为自旋量子数，自旋角动量的一个分量Lsz 应取下列分立值：Lsz= ms(h/2π), ms=±1/2。
14、什么是玻恩对波函数的统计诠释？
波恩于1926年提出：波函数模的平方代表某时刻t在空间某点(x,y,z)附近单位体积内发现粒子的概率，即|?| 2 代表概率密度。如果|?| 2大，则电子出现几率大，因而电子出现的目也多，此处为衍射极大值处；反之，如果|?| 2小，则电子出现几率小，电子出现的数目也少，此处为衍射极小值处。
15、什么是拉莫尔进动？
磁矩在外磁场B中将受到力矩的作用，力矩将使磁矩u绕外磁场B的方向旋进，这种旋进成为拉莫尔进动。指电子、原子的磁矩、原子核在外部磁场作用下的进动。
16、为什么氦原子的能级和光谱分为两套？
因为氦有两个电子，其总自旋角动量S可以取0或1，其多重态的重数2S+1=1或3，因此其光谱就有单重态和三重态，能级和光谱分成了两套。
17、对于多电子原子，什么是L-S耦合？什么是J-J耦合？
根据原子的矢量模型，S1，S2合成S，L1，L2合成L；最后L与S合成J，所以称其为L-S耦合。根据原子的矢量模型，S1，L1合成J1；S2，L2合成J2；最后J1与J2合成J，所以称其为J-J耦合。
18、为什么He原子的(1s1s)3S1态是不存在的？
因为He原子的(1s1s)3S1态的四个量子数n1=n2=1；l1=l2=0；ml1=ml2=0；ms1=ms2=±1/2, 即S1 和S2 是同向的，否则不能得到S=1，可是它已经违反了Pauli不相容原理。所以这个状态是不存在的。
19、各壳层和各支壳层中所能容纳的最大电子数是多少？
壳层：Nmax=2n*n 支壳层：（Nl）max=2（2l+1）
20、简述史特恩—盖拉赫实验，这个实验说明了什么？
简述：装置中的基态原子被加热成蒸汽，以水平速度v通过狭缝S1S2.然后通过一个不均匀的磁场，磁场方向沿着Z轴变化。到达P点处。
说明：史特恩-盖拉赫实验中出现偶数分裂的事实启示人们，电子的轨道运动似乎不是全部的运动。换句话说，轨道磁矩应该只是原子总磁矩的一部分。21、什么是正常塞曼效应？什么是反常塞曼效应？
把原子放入磁场中，其光谱线发生分裂，原来的一条谱线分裂成几条的现象，被称为塞曼效应。一般情况下，谱线分裂成很多成分，称为反常塞曼效应。特殊情况下，谱线分裂成三种成分，称为正常塞曼效应。
22、什么是能级的第一次、第二次和第三次分裂？
由于附加能量以及L和S相互作用导致能级的第一次分裂；自旋磁矩u在原子内磁场中的附加能量引起能级第二次分裂；原子放入外磁场时，B与u的作用使原子又获得附加能量，从而导致能级的第三次分裂
23、什么是拉波特定则？
将核外所有电子的角量子数相加，偶数对应偶性态，奇数对应奇性态，因此，Laporte 定则表述为：电子的跃迁只能发生在不同宇称的状态间，即电子的跃迁只能是偶性到奇性或奇性到偶性。
24、什么是洪特定则？
1）由同一电子组态得到的各种能级中，多重数大的，亦即S值最大的，能级位置低； 2）由同一组态形成的同一S内，具有不同L值的能级中,L大的能级位置低；
3）同一组态得到的同L不同J的能级中，J小的能级低称正常次序；J 大的能级低,称为倒转次序；通常情况下，支壳层电子数少于半满时取正常次序，等于或大于半满时取倒转次序。
25、求26号元素Fe（铁）的基态电子组态和基态原子谱项。
26、什么是X射线？X射线的性质有哪些？
X射线：是非常短的电磁波。具有波粒二象性。电磁波的能量以光子的形式传递。
X射线的性质：1）X射线能使照相底片感光；2）X射线有很大的贯穿本领；3）X射线能使某些物质的原子、分子电离；4）X射线是不可见光，它能使某些物质发出可见光的荧光；5）X射线本质上是一种电磁波，同此它具有反射、折射、衍射、偏振等性质。
27、X射线标识谱线状谱的特征有哪些？
1.激发管电压特征：每一条谱线对应一定的激发电压，只有当管电压超过激发电压时才能产生相应的特征谱线，且靶材原子序数越大其激发电压就越高；
2.强度特征：每个特征射线都对应一个特定的波长。管电流和管电压的增加只能增强特征X射线的强度，不能改变波长。
28、X射线连续谱的特征有哪些？
连续谱在短波方向上有一个波长极限，称为短波限。它只与管电压有关。X 射线的强度是由光子能量和数目决定的。强度与管电流、管电压、阳极靶的原子序数相关。
29、简述连续X射线谱产生的微观机制
能量为ev的电子与阳极靶的原子碰撞时。电子失去自己的能量，其中部分以光子的形式辐射，碰撞一次产生一个能量为hv的光子，这样的光子即X射线。单位时间内到达阳极靶面的电子数目是很多的，绝大多数电子要经历多次碰撞，逐渐失去自身的能力，即产生多次碰撞。由于多次辐射中光子的能量不同，因此出现连续X射线谱。
30、什么是康普顿效应？
在X射线与物质散射的实验中，被散射的X射线中，除了与入射X射线具有相同波长成分外，还有波长增加的部分出现，且这部分X射线的波长因散射角的不同而异。这被称为康普顿效应。
31、康普顿散射与光电效应有何不同？
光电效应中光子本身消失，能量完全转移给电子；康普顿散射中光子只是损失掉一部分能量。光电效应发生在束缚得最紧的内层电子上；康普顿散射则总是发生在束缚得最松的外层电子上。
32、原子核的结合能包括哪些？
体积能Bv：描述核力对结合能的贡献；表面能Bs：对表面核子的体积能给出修正；库仑能；质子间库仑斥力使结合能减小；非对称能：Z≠N时，使得结合能减小；奇偶能：Z，N取奇、偶数进行不同搭配时，结合能各不相同。
33、核力的基本性质有哪些？
1.短程性的强相互作用；
2.饱和性的交换力；
3.电荷无关性；4．斥力心（排斥心）的存在；5．自旋相关性
34、什么衰变常数？它的物理意义是什么？
衰变常数：衰变统计规律式中引入的常数称为衰变常数。
衰变的物理意义：单位时间内的原子核的衰变几率，它标志着衰变的快慢。
35、什么是原子核的质量亏损？什么是原子核的结合能？
原子核由中子和质子组成，但实验表明，核的质量并不等于相应的质子+中子+电子质量之和，核子结合构成原子后总质量减少了，通常我们称之为质量亏损。
根据爱因斯坦的质能公式E=mc*2，原子核形成过程中，质量减少了，减少
的质量必然以能量的形式放了出来，这种能量称为结合能。
36、什么是介子？什么是中微子？
π介子：是原子核或者强子物质的基本组元，在各种介子中，π介子最轻且最重要。
中微子：是轻子的一种，是组成自然界最基本的粒子之一，不带电，自旋为1/2，质量非常轻，速度接近光速。
37、什么是放射性活度？
为了表示某放射源的放射性强弱，人们引入放射性活度A，定义为：放射物在单位时间内发生衰变的原子核数目。放射物的放射性活度也是按指数规律衰减的。
38、什么是核反应的阈能？
能够引起核反应时，入射粒子所必须具有的最低能量，称为核反应的阈能。
39、什么是原子核的α衰变、β衰变和γ衰变？
α衰变是原子核自发放射α粒子的核衰变过程。原子核自发地放射出β粒子或俘获一个轨道电子而发生的转变。放出电子的衰变过程称为β-衰变。在β衰变中，原子核的质量数不变，只是电荷数改变了一个单位。原子核从不稳定的高能状态跃迁到稳定或较稳定的低能状态，并且不改变其组成成分的过程称为γ衰变。
一． 狭 义相对论 1． 爱因斯坦的两个基本原理 2． 时空坐标变换 3． 45（1（2）0 m m γ= v = （3）0 E E γ= v =（4） 2222 C C C C v Pv Pv Pv P E E E E ==== 二． 量子光学基础 1． 热辐射 ① 绝对黑体:在任何温度下对任何波长的辐射都能完全吸收的物体。 吸收比：(T)1B αλ、＝ 反射比：(T)0B γλ、＝ ② 基尔霍夫定律(记牢) ③ 斯特藩-玻尔兹曼定律 -vt x C v = β
B B e e ：单色辐射出射度 B E ：辐出度，单位时间单位面积辐射的能量 ④ 唯恩位移定律 m T b λ?= ⑤ 普朗克假设 h εν= 2． 光电效应 （1） 光电效应的实验定律： a 、n I ∝光 b 、 0 00a a a a e U ek eU e U ek eU e U ek eU e U ek eU νννν----＝＝＝＝ （23、 4 三． 1 ② 三条基本假设 定态，，n m n m h E E h E E νν=-=- ③ 两条基本公式 2210.529o n r n r n A == 12213.6n E E eV n n -== 2． 德布罗意波 20,0.51E mc h E MeV ν=== 22 mc mc h h νν== 电子波波长：
h mv λ= 微观粒子的波长： h h mv mv λλ= === 3． 测不准关系 x x P ???≥h 为什么有？会应用解题。 4．波函数 ① 波函数的统计意义： 例1① ② 例2．① ② 例3．π 例4 例5，，设 S 系中粒子例6 例7． 例8． 例9． 例10． 从钠中移去一个电子所需的能量是2.3eV ，①用680nm λ=的橙光照射，能否产生光电效应？②用400nm λ=的紫光照射，情况如何？若能产生光电效应，光电子的动能为多大？③对于紫光遏止电压为多大？④Na 的截止波长为多大？ 例11． 戴维森革末实验中，已知电子束的动能310k E MeV =，求①电子波的波长；②若电子束通过0.5a mm =的小孔，电子的束状特性是否会被衍射破坏？为什么？ 例12． 试计算处于第三激发态的氢原子的电离能及运动电子的德布罗意波长。 例13． 处于基态的氢原子，吸收12.5eV 的能量后，①所能达到的最高能态；②在该能态上氢原子的电离能？电子的轨道半径？③与该能态对应的极限波长以及从该能态向低能态跃迁时，可能辐射的光波波长？
物理学发展简史 Document number：NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT
一、古典物理学与近代物理学： 1、古典物理学：廿世纪以前所发展的物理学称为古典物理学，以巨观的角度研究物理，可分为 力学、热学、光学、电磁学等主要分支。 2、近代物理学：廿世纪以后(1900年卜朗克提出量子论后)所发展的物理学称为近代物理学， 以微观的角度研究物理，量子力学与相对论为近代物理的两大基石。
一、古典物理学对人类生活的影响： 1、力学：简单机械(杠杆、轮轴、滑轮、斜面、螺旋、劈) …… 2、光学： (一)反射原理： (1)平面镜：镜子…… (2)凹面镜：手电筒、车灯、探照灯…… (3)凸面镜：路口、商店监视镜…… (二)折射原理： (1)凸透镜：放大镜、显微镜、相机…… (2)凹透镜：眼镜、相机…… 3、热学：蒸汽机、内燃机、引擎、冰箱、冷(暖)气机…… 4、电学： (一)利用电能运作：一般电器用品，如：电视机、冰箱、洗衣机…… (二)利用电磁感应：发电机、变压器…… (三)利用电磁波原理：无线通讯、雷达…… 二、近代物理学对人类生活的影响： 1、半导体： (一)半导体：导电性介于导体和绝缘体间之一种材料，可分为元素半导体(如：硅、锗等)和 化合物半导体(如：砷化镓等)两种。 (二)用途： (1)半导体制成晶体管，体积小、耗电量少，具有放大电流讯号功能。 (2)半导体制成二极管具整流能力。 (3)集成电路(IC)： (A)1958年发展出「集成电路」技术，系利用长晶、蚀刻、蒸镀等方式于一小芯片上容 纳上百万个晶体管、二极管、电阻、电感、电容等电子组件之技术，而此电路即称为 集成电路。 (B)IC之特性：体积小、效率高、耗电低、稳定性高、可大量生产。 (C)IC之应用：计算机、手机、电视、计算器、手表等电子产品。 (4)计算机信息科技之扩展大辐改变了人类的生活习惯，故俗称第二次工业革命。 2、雷射： (一)原理：利用爱因斯坦「原子受激放射」理论，诱发大量原子由受激态同时做能态之跃迁 并放射同频率之光子，藉以将光加以增强。 (二)特性：聚旋光性好、强度高、光束集中、频率单一(单色光)。 (三)应用：
热学领域物理学家简介 马略特 马略特法国物理学家，法国实验物理学的创始人之一。 马略特的生平事迹传下来的很少，即便出生年也不是准确的。一般认为他生于1620年，起初的职业是法国第戎的一个天主教堂的牧师。1666年法国巴黎科学院成立时，马略特是首批20名院士之一。1667年他出版了一本植物学方面的著作；1673年发表了关于物体碰撞性质的著作；1676年在《关于空气性质的实验》的论文中，宣布发现了气体的体积和压强关系的规律。虽然比玻意耳提出的晚了14年，但他是完全独立地发现的，且明确地指出了“温度不变”的条件，他比玻意耳更深刻地认识到这个定律的重要性，现在人们称这个定律为“玻意耳-马略特定律”。 马略特一生进行了许多研究工作，他善于用实验证实和发展那个时代重大的科学成果，虽然新的发现不多，却仍有很重要的科学意义。 华伦海特 华伦海特(Daniel Gabriel Fahrenheit, 1686-1736)，荷兰物理学家。 华伦海特1686年出生在德国一个商人家庭。15岁时他的父母意外去世了，他被送到阿姆斯特丹接受商业教育，在那里学习到科学仪器的制作，对物理学很有兴趣。1707年他先后前往柏林、莱比锡等地，通过参观别的学者以及工匠的操作，学到了不少技术。1708年华伦海特在哥本哈根遇到了丹麦天文学家罗默，看到了罗默制作的有两个固定刻度的温度计。1715年华伦海特和数学家莱布尼茨合作制成测定大海经度的时钟。1724年华伦海特正式确立以他名字命名的温标。同年他被选为英国皇家学会会员。 华伦海特在物理学方面的最大贡献是确立了华氏温标。18世纪初，人们开始了解到物质的某些物理状态能够保持温度不变，因而可用来作为温度计的固定点。1703年丹麦的罗默制作了有两个固定点的液体温度计。他选水的沸点（通常大气压下）温度为60度、自己居住城市的冬季最低温度为0度。在罗默工作的启发下，华伦海特于1724年提出后来以他的名字命名的一种温标。他将水银温度计放入由冰、水以及氯化铵所混合而成的盐水中，这样的盐水可以将温度自动维持较长的时间不变，华伦海特将此温度计量得的刻度定为0℉（华氏度）；第二个刻度是32℉，为将温度计放入恰好有冰形成于表面的水中所量得的刻度；第三个刻度为96℉，为人体通常的温度。华伦海特指出，使用这种刻度标度，水银约在600℉时沸腾。之后，其他科学家作了一些修改，规定水的沸点温度为180℉，并据此将人体的正常体温修正成了98.6℉，而不是原来的96℉。这就是沿用至今的华氏温标。 与摄氏温标相比，华氏温标的1℉要比摄氏温标的1℃小，当都精确到整数时，华氏温标比摄氏温标准确。另外，华氏温标的温度0℉比摄氏温标的温度0℃要低，在表达常用温度时，通常可以避免使用负数，因此在华氏温度曾经普遍使用于日常生活中。 此外，华伦海特发明了净化水银的方法，并且第一次提出了在温度计中普遍使用水银的主张，他自己就制作过水银和酒精两种温度计。华伦海特还发现了水的沸随大气压变化的规律，应用这一规律成功研制沸点测高计。
通过对物理专业导论的学习，我对物理学这门古老而又充满生命力的科学有了新的认识，在高中的基础上又加深了对物理学的理解与体会。 物理学导论这门课程使我学到了很多知识，明白了物理学的发展为人类文明发展提供了必要的前提条件。物理学的发展，促进了科学技术的进步；现代物理学更成为高新技术的基础。 物理学的发展经过了2000年，如今物理学的发展日臻完美，虽然仍有许多不足之处，但是物理学给世界、给全人类带来的改变是显而易见的。其中的每一段历史都值得我们去铭记。 从古希腊杰出思想家亚里士多德在对待“力与运动的关系”问题上，错误的认为“维持物体运动需要力”到意大利物理学家伽利略最早研究“匀加速直线运动”；论证“重物体不会比轻物体下落得快”的物理学家；利用著名的“斜面理想实验”得出“在水平面上运动的物体若没有摩擦，将保持这个速度一直运动下去即维持物体运动不需要力”的结论，再到英国科学家牛顿：总结三大运动定律、发现万有引力定律。1798年英国物理学家卡文迪许：利用扭秤装置比较准确地测出了万有引力常量G=6.67×11-11N?m2/kg2 。至此经典力学的体系似乎已经完美了。但1905年的奇迹，爱因斯坦提出狭义相对论，波尔，普朗克，海森堡，薛定谔建立量子力学，指出经典力学不适用于微观粒子和高速运动物体。使得力学朝向另一个高度发展。 从库仑借助卡文迪许扭秤装置并类比万有引力定律，通过实验发现了电荷之间的相互作用规律——库仑定律，到1826年德国物理学家欧姆：通过实验得出导体中的电流跟它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比即欧姆定律。再到奥斯特发现电流可以使周围针发生偏转（电流的磁效应）再到伟大的法拉第发现了由磁场产生电流的条件和规律——电磁感应现象。最后由麦克斯韦问鼎电磁学，预言了电磁波的存在，指出光是一种电磁波，并从理论上得出光速等于电磁波的速度，为光的电磁理论奠定了基础。著名的麦克斯韦方程组（如石教授说的那样）像诗一样美丽！ 关于光学和原子物理，20世纪更是擦出了惊天大火花，历史上关于光的本质的说法一直争论不休，有人支持牛顿主张的微粒说，有人相信惠更斯的波动说，群雄争霸中光的波粒二象性的理论诞生！它开启了物理学领域的新纪元。原子的结构也被历代争论不休，从汤姆孙的西瓜模型到卢瑟福的核式结构模式。当经典的原子理论站不住脚的时候，1913年，玻尔在卢瑟福有核原子模型的基础上建立起原子的量子理论，也直接催生了量子学派 物理学是一门纯科学，但这决不是意味着物理学与社会无关，恰恰相反，物理学或者说纯科学的发展正是人类社会由落后走向先进的最根本原因！正如石老师在课上谈到的美国第一任物理学会会长亨利·奥古斯特·罗兰说的，“……我常常被问及这样的问题：纯科学和应用科学究竟哪个对世界更重要？为了应用
信息商务学院《近代物理基础》 期末练习题 计算用物理常数: 1eV=1.6×10-19J 1uc2=931.5Mev 电子静止质量：m0=9.11×10-31kg 普朗克常数：h=6.63×10-34J·s 一、填空题（共30分，每题3分） 1．狭义相对论的两条基本原理是； 和。 2．电介质的极化有两种，一是； 二是。 3．在硅基体中掺进了3价元素锑，则形成了型半导体，其杂质能级叫 4．频率为ν 的光子的能量ε = ，动量p = ，静质量m0= 。5．在下列给出的条件中那些是产生激光的条件，将其标号列出。 （1）自发辐射（2）受激辐射（3）粒子数反转（4）两能级系统（5）谐振腔 6．在太阳能电池中，本征半导体锗的禁带宽度是0.67eV，它能吸收的辐射的最大波长是m。 7．放射性衰变的三种形式是衰变、衰变、衰变。8．光电效应中从铝中逸出一个电子最少需要4.2eV的能量，铝的红限波长为nm。9．在布喇菲晶体点阵分类中，三维晶格的布喇菲胞共有种。 10．氢原子中的电子处于量子数为n=4，l=3的量子态，则该电子角动量L的值为 二、分析与计算题（共50分，每题10分） 1．一静止长度为l0的火箭（可看作S’系）以恒定速度u相对参考系S运动，某时刻从火箭头部A发出一光信号。 (1)对火箭上的观察者，求光信号从火箭头部A到达火箭尾部B所需的时间？ (2)对S系中的观察者，求光信号从火箭头部A到达火箭尾部B所需的时间？
2、一电子与光子的波长都为0.2nm ，不考虑相对论效应，他们的动量和能量各为多少？ 3、设粒子在一维无限深势阱中运动，波函数为； 求粒子在第一激发态（n=2）中，几率最大的位置。 （1）写出密度函数； （2）求几率最大的位置。 4、在氦氖激光器中，从氖的5s 到3p 能级跃迁时辐射632.8nm 的激光，已知将氖原子从基态激发到3p 能级需吸收18.8eV 的能量，求将氖原子从基态激发到5s 能级需要多大的抽运能量？ 5、一维原子链，链上原子等间距分布，最近邻原子间的力常数相间地为β和10β，各原子质量相等为m 。 (1)画出一维单原子链模型图（要求表示出原子位移及力常数）； （2）写出第2n 个原子的振动方程 二、应用题（10分） 1．1932年，科可洛夫赫瓦尔顿用加速后的质子轰击锂（Li 73）原子发生裂变反应，产 生了两个完全相同的粒子，并放出大量能量。 （1）写出此裂变反应式 （2）求反应放出的能量（单位取Mev ）。（锂核（Li 73）质量7.016005u ，氦核(He 4 2)质量 4.002603u ，质子(H 11)质量1.007825u ） 四、综述题（10分） 按要求写出本学期学过的量子力学部分所满足的下列物理规律。
物理学发展简史 摘要：物理学的发展大致经历了三个时期：古代物理学时期、近代物理学时期（又称经典物理学时期）和现代物理学时期。物理学实质性的大发展，绝大部分是在欧洲完成，因此物理学的发展史，也可以看作是欧洲物理学的发展史。 关键词：物理学；发展简史；经典力学；电磁学；相对论；量子力学；人类未来发展 0 引言 物理学的发展经历了漫长的历史时期，本文将其划分为三个阶段：古代、近代和现代，并逐一进行简要介绍其主要成就及特点，使物理学的发展历程显得清晰而明了。 1 古代物理学时期 古代物理学时期大约是从公元前8世纪至公元15世纪，是物理学的萌芽时期。 物理学的发展是人类发展的必然结果，也是任何文明从低级走向高级的必经之路。人类自从具有意识与思维以来，便从未停止过对于外部世界的思考，即这个世界为什么这样存在，它的本质是什么，这大概是古代物理学启蒙的根本原因。因此，最初的物理学是融合在哲学之中的，人们所思考的，更多的是关于哲学方面的问题，而并非具体物质的定量研究。这一时期的物理学有如下特征：在研究方法上主要是表面的观察、直觉的猜测和形式逻辑的演绎；在知识水平上基本上是现象的描述、经验的肤浅的总结和思辨性的猜测；在内容上主要有物质本原的探索、天体的运动、静力学和光学等有关知识，其中静力学发展较为完善；在发展速度上比较缓慢。在长达近八个世纪的时间里，物理学没有什么大的进展。 古代物理学发展缓慢的另一个原因，是欧洲黑暗的教皇统治，教会控制着人们的行为，禁锢人们的思想，不允许极端思想的出现，从而威胁其统治权。因此，在欧洲最黑暗的教皇统治时期，物理学几乎处于停滞不前的状态。 直到文艺复兴时期，这种状态才得以改变。文艺复兴时期人文主义思想广泛传播，与当时的科学革命一起冲破了经院哲学的束缚。使唯物主义和辩证法思想重新活跃起来。科学复兴导致科学逐渐从哲学中分裂出来，这一时期，力学、数学、天文学、化学得到了迅速发展。 2 近代物理学时期 近代物理学时期又称经典物理学时期，这一时期是从16世纪至19世纪，是经典物理学的诞生、发展和完善时期。 近代物理学是从天文学的突破开始的。早在公元前4世纪，古希腊哲学家亚里士多德就已提出了“地心说”，即认为地球位于宇宙的中心。公元140年，古希腊天文学家托勒密发表了他的13卷巨著《天文学大成》，在总结前人工作的基础上系统地确立了地心说。根据这一学说，地为球形，且居于宇宙中心，静止不动，其他天体都绕着地球转动。这一学说从表观上解释了日月星辰每天东升西落、周而复始的现象，又符合上帝创造人类、地球必然在宇宙中居有至高无上地位的宗教教义，因而流传时间长达1300余年。
体育概论复习思考题（五） 第五章体育科学 一、概念题 体育科学：是研究体育现象和揭示体育规律的知识体系。 体育科学体系：是指体育科学内部的结构及各学科之间相互联系和作用的关系。 二、判断题 体育科学可分为体育自然科学类、体育社会科学类、体育管理科学类等3大类。（） 体育科学属于存在社会科学和自然科学的共同领域的综合性科学（边缘科学、交叉科学）。（） 体育生物学科主要包括人体解剖学、人体生理学、运动生物化学和运动生物力学等学科。（） 心理学任务是揭示认识、情感、意志等心理过程和个性心理特征的形成与发展规律，以及两者之间的关系。（） 体育社会学科主要包括体育哲学、体育管理学、体育经济学、体育法学和体育社会学等学科。（） 认识体育的发展规律，才能在体育实践中按照客观规律办事，推动体育实践的发展。（）体育实践活动是体育科学的源泉，是检验体育科学的唯一标准。（） 体育科学的研究对象是运动过程中人体内外环境因素，涉及生物、心理和社会各种因素，因此内容非常丰富。（） 体育是人类社会的一种文化现象，体育科学是研究和揭示体育文化现象发生发展规律的知识体系。前者是研究的客体（对象），后者是研究主体的认识。（） 近代体育科学形成根据体育教育实践的需要，从学校体育科学研究发端的。（） 三、填空题 体育科学可分为体育科学类、体育社会科学类、体育管理科学类等3大类。 体育科学属于存在社会科学和自然科学的共同领域的性科学（边缘科学、交叉科学）。体育生物学科主要包括人体解剖学、人体生理学、运动生物化学和运动力学等学科。心理学任务是揭示、情感、意志等心理过程和个性心理特征的形成与发展规律，以及两者之间的关系。 体育社会学科主要包括体育哲学、体育学、体育经济学、体育法学和体育社会学等学科。 认识体育的发展规律，才能在体育实践中按照客观规律办事，推动体育的发展。 体育实践活动是体育科学的源泉，是体育科学的唯一标准。 体育科学的研究是运动过程中人体内外环境因素，涉及生物、心理和社会各种因素，因此内容非常丰富。 体育是人类社会的一种文化现象，体育科学是研究和揭示体育现象发生发展规律的知识体系。前者是研究的客体（对象），后者是研究主体的认识。 近代体育科学形成根据体育实践的需要，从学校体育科学研究发端的。 四、选择题 体育科学可分为体育自然科学类、体育科学类、体育管理科学类等3大类。 体育科学属于存在社会科学和自然科学的共同领域的综合性科学（边缘科学、交叉科学）。（1）哲学（2）文化（3）经济（4）社会 体育生物学科主要包括人体解剖学、人体生理学、运动生物和运动生物力学等学科。
近代物理考试复习
1.什么是量子力学，简述量子力学的发展过程，举例量子力学的实际应用。 答：量子力学是研究微观粒子的运动规律的物理学分支学科，它主要研究原子、分子、凝聚态物质，以及原子核和基本粒子的结构、性质的基础理论，它与相对论一起构成了现代物理学的理论基础。量子力学不仅是近代物理学的基础理论之一，而且在化学等有关学科和许多近代技术中也得到了广泛的应用。 量子力学是在旧量子论的基础上发展起来的。旧量子论包括普朗克的量子假说、爱因斯坦的光量子理论和玻尔的原子理论。 十九世纪中期，物理学形成了完整的、系统的经典理论体系。由于经典物理学在发展过程中几乎没有遇到什么重大难题，因而当时有许多物理学家错误地认为经典物理学理论是物理学的“最终理沦”，往后没有什么重大的工作可做了，只是解一下微分方程和对具体问题进行解释。但是，在经典物理学晴朗的天空中，不断出现了几朵“乌云”—经典理论无法解释的实验事实。其中最著名的是开耳芬称之为“第一号乌云”的迈克尔逊—莫雷实验与“第二号乌云”的黑体辐射实验，此外还有光电效应实验和原子光谱的实验规律等。 1900年，普朗克提出辐射量子假说，假定电磁场和物质交换能量是以间断的形式（能量子）实现的，能量子的大小同辐射频率成正比，比例常数称为普朗克常数，从而得出普朗克公式，正确地给出了黑体辐射能量分布。 1905年，爱因斯坦引进光量子（光子）的概念，并给出了光子的能量、动量与辐射的频率和波长的关系，成功地解释了光电效应。其后，他又提出固体的振动能量也是量子化的，从而解释了低温下固体比热问题。 1913年，玻尔在卢瑟福原有核原子模型的基础上建立起原子的量子理论。按照这个理论，原子中的电子只能在分立的轨道上运动，在轨道上运动时候电子既不吸收能量，也不放出能量。原子具有确定的能量，它所处的这种状态叫“定态”，而且原子只有从一个定态到另一个定态，才能吸收或辐射能量。这个理论虽然有许多成功之处，对于进一步解释实验现象还有许多困难。 在人们认识到光具有波动和微粒的二象性之后，为了解释一些经典理论无法解释的现象，法国物理学家德布罗意于1923年提出了物质波这一概念。认为一切微观粒子均伴随着一个波，这就是所谓的德布罗意波。 1925年，海森堡基于物理理论只处理可观察量的认识，抛弃了不可观察的轨道概念，并从可观察的辐射频率及其强度出发，和玻恩、约尔当一起建立起矩阵力学；1926年，薛定谔基于量子性是微观体系波动性的反映这一认识，找到了微观体系的运动方程，从而建立起波动力学，其后不久还证明了波动力学和矩阵力学的数学等价性；狄拉克和约尔丹各自独立地发展了一种普遍的变换理论，给出量子力学简洁、完善的数学表达形式。 激光、电子显微镜、原子钟到核磁共振的医学图像显示装置，都关键地依靠了量子力学的原理和效应。核磁共振的基本原理是原子核的不同自旋取向在强磁场下发生能级分裂，从而可以共振吸收某特定频率的电磁辐射。 2.论述量子力学中力学量与算符的关系。 答：在量子力学中，当微观粒子处于某一状态时，它的力学量(如坐标、动量、角动量、能量等)一般不具有确定的数值，而是具有一系列可能值，每个可能值以一定的几率出现。当粒子所处的状态确定时，力学量具有某一可能值的几率也就完全确定。例如，氢原子中的电子处于某一束缚态时，它的坐标和动量都没有确定值，而坐标具有某一确定值r或动量具有某一确定值的几率却是
1、什么是量子物理学？ 量子物理学包含两个层次：一个是原子层次的物质理论：量子力学，正是它我们才能理解和操纵物质世界；另一个是量子场论，它在科学中起到一个完全不同的作用。 2、什么是量子力学？ 量子力学（Quantum Mechanics）是研究微观粒子的运动规律的物理学分支学科，它主要研究原子、分子、凝聚态物质，以及原子核和基本粒子的结构、性质的基础理论，它与相对论一起构成了现代物理学的理论基础。 3、经典物理在原子光谱面前是怎样失效的？ 为了解释氢原子的线光谱，必须研究氢原子的结构，如果从卢瑟福的原子核式模型出发，那么根据经典电动力学，电子的旋转将引起电磁辐射。因此，电子的轨道半径会越来越小，最后掉入核里，正负电荷中和，原子发生坍缩，可以证明在这一过程中，电子的旋转频率不断增加，辐射的波长也相应地连续改变，那么原子光谱应是连续谱。可是实验现象却不是这样，经典物理在原子光谱面前失效了。 4、为了解释氢原子光谱的实验事实，玻尔提出了哪三条基本假设？ 1）. 定态假设：电子绕核作圆周运动时，只在某些特定的轨道上运动，在这些轨道上运动时，虽然有加速度,但不向外辐射能量，每一个轨道对应一个定态，而每一个定态都与一定的能量相对应； 2）. 频率条件：电子并不永远处于一个轨道上，当它吸收或放出能量时，会在不同轨道间发生跃迁，跃迁前后的能量差满足频率法则； 3）. 角动量量子化假设：电子处于上述定态时,角动量L=mvr是量子化的. 什么是光电效应？ 光照射到金属上，引起物质的电性质发生变化。这类光变致电的现象被人们统称为光电效应。 5、光电效应具有哪些实验规律？ 1）．每一种金属在产生光电效应时都存在一极限频率（或称截止频率），即照射光的频率不能低于某一临界值。相应的波长被称做极限波长（或称红限波长）。当入射光的频率低于极限频率时，无论多强的光都无法使电子逸出。 2）．光电效应中产生的光电子的速度与光的频率有关，而与光强无关。 3）．光电效应的瞬时性。实验发现，即几乎在照到金属时立即产生光电流。响应时间不超过十的负九次方秒（1ns）。 4）. 入射光的强度只影响光电流的强弱，即只影响在单位时间单位面积内逸出的光电子数目。在光颜色不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大，即一定颜色的光，入射光越强，一定时间内发射的电子数目越多。 6、什么是波函数的统计解释？ 波函数模的平方代表某时刻t在空间某点(x,y,z)附近单位体积内发现粒子的概率，即|?| 2 代表概率密度。 7、什么是德布罗意波统计解释？ 1. 从粒子的观点看，衍射图样的出现，是由于电子不均匀地射向照相底片各处形成的，有些地方电子密集，有些地方电子稀疏，表示电子射到各处的概率是不同的，电子密集的地方概率大，电子稀疏的地方概率小。 2. 从波动的观点来看，电子密集的地方表示波的强度大，电子稀疏的地方表示波的强度小，所以，某处附近电子出现的概率就反映了在该处德布罗意波的强
1.形成地堑的断层组合一般是（A）。（1.0分） A.两条或两组走向大致平行的正断层之间的地块下降 B.两条或两组走向大致平行的正断层之间的地块上升 C.由许多产状大体一致的正断层沿着同一方向呈阶梯状下滑 D.由一系列产状大致平行的逆断层各自的上盘相对上升 2.下列哪一种沉积建造反映了由海相到陆相的转换（C）。（1.0分） A.复理石沉积 B.浊流沉积 C.磨拉石沉积 D.火山碎屑沉积 3.3.金刚石和石墨属于（A）现象。（1.0分） A.同质多象 B.类质同象 C.同质类象 D.类象同质 4.4.一种角砾岩碎块岩石为非海相成因，其组成为碎屑物质的沉积岩石，且与周围母岩性质相同。这样碎石是（A）。（1.0分） A.角砾岩 B.砾岩 C.浊积岩 D.生物碎屑岩 5.5.黄土是（A）。（1.0分） A.风力搬运的悬浮物沉淀于陆地上形成的 B.风力搬运的悬浮物沉淀后，被流水再次搬运和沉积形成的 C.风力搬运的跃移物质沉淀形成的 D.沙漠中暂时性湖泊的细粒沉积 6.6.矽卡岩是哪种变质作用的产物（B）。（1.0分） A.接触热变质作用 B.接触交代变质作用 C.区域变质作用 D.动力变质作用 7.7.下列哪一类岩石属于动力变质岩（C）。（1.0分） A.片岩 B.片麻岩 C.糜棱岩 D.大理岩 8.8.恐龙的灭绝发生于哪个时代（C）。（1.0分） A.奥陶纪 B.第三纪 C.白垩纪 D.寒武纪 9.9.某矿物颜色为淡黄色，硬度大，条痕为绿黑色，该矿物为（B）。（1.0分） A.黄铜矿 B.黄铁矿 C.自然金 D.雌黄 10. 10.矽卡岩矿床是下列哪一种变质作用形成的（A）。（1.0分） A.接触交代变质作用 B.区域变质作用 C.埋藏变质作用 D.动力变质作用 11.11.哪种搬运作用方式一般不会使碎屑颗粒的形态和大小发生变化（A）。（1.0分）A.载移 B.跃移 C.推移 D.悬移 12.12.地球内部的古登堡面是（C）的分界面。（1.0分） A.地壳与地幔 B.上地幔与下地幔 C.地幔与地核 D.以上都不对 13.13.石英在磨氏硬度计中属于哪一级别（C）。（1.0分） A.5 B.6 C.7 D.8 14.14.绝大多数地震是由（B）引发的。（1.0分） A.蓄水等人为因素 B.地壳运动 C.大滑坡和大雪崩 D.火山爆发 15.15.能指示沉积岩顶底面的沉积构造是（A）。（1.0分） A.水平层理 B.缝合线 C.泥裂 D.结核 16.16.如果岩石中含有（C），则不能确定古水流方向。（1.0分） A.粒序层理 B.不对称的波痕 C.化石 D.湖相层理 17.17.在相同的条件下，下列岩石中哪种岩石最易发生化学风化作用（A）。（1.0分） A.玄武岩 B.泥岩 C.砂岩 D.花岗岩
【2018年高考考点定位】 作为选择题和填空题，本考点的涉及面广，选项可能涉及近代物理学史，波尔模型，光电效应和原子核结构，而填空题可能涉及衰变、核反应方程的书写、光电效应的极限频率和最大初动能等，既是备考的重点也是命题的热门选项。 【考点pk 】名师考点透析 考点一、波粒二象性 【名师点睛】 1. 量子论：①普朗克认为物质的辐射能量并不是无限可分的，其最小的、不可分的能量单元即“能量子”或称“量子”，也就是说组成能量的单元是量子。每一份电磁波的能量νεh =②物质的辐射能量不是连续的，而是以量子的整数倍跳跃式变化的○31905年，爱因斯坦奖量子概念推广到光的传播中，提出了光量子论。。即：νεh =. 其中是电磁波的频率，h 为普朗克恒量：h=6.63×10 －34 s J ? 2.黑体和黑体辐射：○1任何物体在任何温度下都要发射各种波长的电磁波，并且其辐射能量的大小及辐射能量按波长的分布都与温度有关。○2随着温度的升高，黑体的辐射强度都有增加； ○3随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短方向移动。 3.光电效应：在光的照射下，金属中的电子从表面逸出，发射出来的电子就叫光电子，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发生光电效应，低于极限频率的光不能发生光电效应。②光电子的最大初动能与入射光的强度无关，光随入射光频率的增大而增大。③大于极限频率的光照射金属时，光电流强度（反映单位时间发射出的光电子数的多少），与入射光强度成正比。④ 金属受到光照，光电子的发射一般不超过10－9 秒。波动说认为：光的能量即光的强度是由光波的振 幅决定的与光的频率无关。所以波动说对解释上述实验规律中的①②④条都遇到困难 考点二、原子结构 1. 汤姆生原子结构模型：1897年英国物理学家汤姆生发现了电子，从而打破了原子不可再分的观念，揭示出原子也有复杂的结构。汤姆生的原子模型：1903年汤姆生设想原子是一个带电小球，它的正电荷均匀分布在整个球体内，而带负电的电子镶嵌在正电荷中。 2. 原子核式结构模型：实验结构图如下，实验现象：a. 绝大多数粒子穿过金箔后，仍沿原来方向运动，不发生偏转。b. 有少数粒子发生较大角度的偏转c. 有极少数粒子的偏转角超过了90°，有的几乎达到180°，即被反向弹回。结论→否定了汤姆生原子结构模型，提出核式结构模型即在原子中心存在一个很小的核，称为原子核，原子核集中了原子所有正电荷和几乎全部的质量，带负电荷的电子在核外空间绕核旋转。 3. 波尔的原子机构模型：○1原子核式结构模型与经典电磁理论的矛盾（两方面） a 电子绕核作圆周运动 是加速运动，按照经典理论，加速运动的电荷，要不断地向周围发射电磁波，电子的能量就要不断减少，最后电
21.（本题5分）（1652） 假想从无限远处陆续移来微量电荷使一半径为R 的导体球带电． (1) 当球上已带有电荷q 时，再将一个电荷元d q 从无限远处移到球上的过程中，外力作多少功 (2) 使球上电荷从零开始增加到Q 的过程中，外力共作多少功 22.（本题5分）（2654） 如图所示，有两根平行放置的长直载流导线．它们的直径为a ，反向流过相同大小的电流I ，电流在导线内均匀分布．试在图示的坐标系中求出x 轴上两导线之间区域]2 5 , 21[a a 内磁感强度的分布． 23.（本题5分）（2303） 图示相距为a 通电流为I 1和I 2的两根无限长平行载流直导线． (1) 写出电流元11d l I 对电流元22d l I 的作用力 的数学表式； (2) 推出载流导线单位长度上所受力的公式． 24.（本题10分）（2150） 如图所示，两条平行长直导线和一个矩形导线框共面．且导线框的一个边与长直导线平行，他到两长直导线的距离分别为r 1、r 2．已知两导线中电流都为t I I sin 0 ，其中I 0和为常数，t 为时间．导线框长为a 宽为b ，求导线框中的感应电动势． 22.（本题5分）（2442） 将细导线弯成边长d =10 cm 的正六边形，若沿导线流过电流强度为I =25 A 的电流，求六边形中心点的磁感强度B ．(0 =4×10-7 N ·A -2 ) 23.（本题5分）（2548） 在氢原子中，电子沿着某一圆轨道绕核运动．求 等效圆电流的磁矩m p 与电子轨道运动的动量矩L 大 小之比，并指出m p 和L 方向间的关系． (电子电荷为e ，电子质量为m ) 24.（本题10分）（2737） 两根平行无限长直导线相距为d ，载 有大小相等方向相反的电流I ，电流变化率d I /d t I a a I x O 2a I I 2 1d l I 22d l I a 12r I I O x r 1 r 2 a b
近代物理进展作业 物理学发展永无止境 物理学发展永无止境 摘要： 经典力学，经典电动力学，经典热力学形成物理世界三大支柱。它们紧紧结合在一块，构建起一座华丽而雄伟的殿堂。物理学家甚至相信：这个世界的基本原理都已被发现，物理学已尽善尽美，已经走到了尽头，再也不可能有任何突破性的进展，如果说还有什么要做的事，那就是在一些细节上进行补充与修正。新的物理结论代替旧的物理结论也是必然，没有一种理论可以说绝对完美，即使我们提出的理论在完美，也终会有受局限的一天，所以我们没有必要一定要提出十分完美，别人永远攻不破的理论，我们要做的只是使物理大厦更加完善，所以我们要做只是努力向前看！ 物理学的开端源溯深远，但若说物理学真正意义上的征服世界还是在19世纪末，他的力量控制着一切人们所未知的现象。古老的牛顿力学城堡历经岁月磨砺风雨吹打依旧屹立不倒，反而更凸显他的伟大与坚固。从天上的行星到地上的石头，万物皆毕恭毕敬的遵循它的规律。1846年海王星的发现更是它取得的伟大胜利之一。光学方面，波动论统一天下，神奇的麦式方程完美的诠释了这个理论并将其扩大到整个电磁领域。热学方面，热力学三大定律已基本建立，而在克劳修斯，范德瓦尔斯的努力下，分子动理论和统计热力学成功建立。当然，更令人惊奇的是这一切似乎都彼此包含，形成了以经典物理联盟。经典力学，经典电动力学，经典热力学形成物理世界三大支柱。它们紧紧结合在一块，构建起一座华丽而雄伟的殿堂。 那当然是一段伟大而光荣的日子，是经典物理的黄金时代。科学的力量从这一时期开始才真正变得如此强大，如此令人神往。我们认为自己已掌握了上帝造物的
奥秘，在没有遗漏，我们所熟知的一切物理现象几乎都可以从现成的物理理论里得到解释。力，热，声，光，电等等一切的一切，似乎都被同一种手法控制。物理学家甚至相信：这个世界的基本原理都已被发现，物理学已尽善尽美，已经走到了尽头，再也不可能有任何突破性的进展，如果说还有什么要做的事，那就是在一些细节上进行补充与修正。一位著名的科学家说：“物理学的未来，将在小数点第六位后面去寻找.。”而普朗克的导师甚至劝他不要浪费时间去研究这个已经高度成熟的体系。 但历史再次体现了他惊人的不确定性，致使19世纪物理世界所闪烁的金色光芒注定只是昙花一现，而那喧嚣一时的空前繁盛的经典物理终究要像泡沫那样破败凋零！ 其实，今天回头来看，赫兹1887年的电磁波实验的意义远比实际得出的结论复杂而深远。它一方面彻底的建立了电磁理论，为经典物理的繁荣添加了浓重的一笔；另一方面，它又埋下了促使经典自身毁灭的武器，孕育了革命的种子。当赫兹在卡尔斯鲁厄大学的那件实验室里通过铜环接收器的缺口爆发的电火花证明电磁波存在时，还发现了一个奇怪的现象：当有光照射到这个缺口上时，似乎火花出现的更容易一些。 显然赫兹是伟大的，他甚至为这个现象写了专门的论文，但不幸的是这并没有一起太多人的注意，更没有人会想到这样一篇论文的真正意义。或许甚至连赫兹自己都不知道，量子存在的证据就在他眼前，几乎触手可得！不过，或许是量子的概念太过爆炸性，太过革命性，命运冥冥之中将它安排在新世纪出现。只可惜赫兹走得太早，没能亲眼看到它的诞生，也没能目睹它究竟给这个世界带来怎样的变化！ 但该来的终究会来，在经典物理还没来得及多多体味一下自己的盛世前，一连串意想不到的事情在19世纪的最后几年连续发生，仿佛是一个不祥的预兆： 1895年，伦琴发现了X射线。
近代物理学概述 目前物理学主要分为两大类。一类是经典物理学，一类是量子物理学，也就是现在我所要论述的近代物理学。经典物理学主要以牛顿力学为中心，阐述了力与运动的关系。可以这么说，牛顿支撑起了整个经典物理学。而近代物理学是与量子论学为中心的，它揭示了牛顿力学的局限性（只适用于低速宏观物体），在微观高速的世界里，已诞生了以量子论为基础的量子物理学。 近代物理学主要是量子论，而量子论的发展又是从光开始的。对光的研究，在我国古代就已有记载，那些主要是几何光学的内容。而近代物理学则更多的是研究物理光学，即研究关的本质问题。对于光的本质问题，近代早期有两种学说，一是以牛顿为代表的微粒说。牛顿认为光是一种粒子，理由是光的反射和折射现象，即光是由一些个小粒子组成的，当这些小粒子射到介质上时会发生反弹，这就很好的解释了反射现象。而折射现象则是由于组成光的这些粒子射到介质上后，因受到不同方向上的力的作用，从面而改变了其运动轨迹，这就是牛顿的微粒说。另一种说法则是惠更斯的波动说。当时惠更斯提出光是一种波，但他无法证明他的结论。当时，整个物理学界就掀起了一股研究光的本质的热潮，并产生了这两种学说，因为当时牛顿在物理学界中的威望，微粒说一直占上风。 在扬氏双缝干涉实验出现以后，牛顿的微粒说就慢慢地站不住脚了，波动说正式上台。光的干涉现象已足以证明光是一种波。
后来数学家泊松为了推翻惠更斯的波动说，在实验室用数学方法做了精确的计算与研究。但却在无意中发现了一个亮斑，于是他认为 之际，科学家们便怀疑这个亮斑正是由于光的衍射产生的，于是又做了许多精确的实验，终于证明些亮斑确实为光的衍射所产生。本来想要推翻波动说的泊松，却无意中再次证明了光是一种波。后来为了记念这件有趣的事，这个亮斑被人们称为泊松亮斑。 有了干涉和衍射现象，波动说已完全确立。人们已经普遍认识到光是一种波，而且是一种电磁波，并列出了电磁波谱，有了电磁波谙，电磁泊家族又变得更为完善了。 就在波动说已稳定确立并被普遍接受的时候，伟大的物理学家爱因斯坦发现了光电效应。当光打到某金属上的时候，如果光的濒率达到了该金属的固有频率，就会打出光电子。而且打出光电子的速率是相当快的。几乎是瞬时的，大约为109 s，但如果光的频率没有达到该金属的固有频率，不管怎样加强光的强度或是光照时间，都不会打出光电子，这与光是一种波就出现了矛盾，光电效应的出现又再一次地动摇了波动说。 在此之前，普朗克对电磁波进行了精确的研究和计算，他发现，只有把电磁波看成是不连续的，而是一份一份的，每一份都是一份能量，他把这样一份一份的能量叫作能量子，简称量子，量子的概念于是由此而生。对于光电效应，爱因斯坦也作出了相似的解释。他认为，光的发射也不是连续的，而是一份一份的，
高中2017级高二物理一周一测（17） 近代物理常识 满 分：120分 考试时间：40分钟 一、光电效应 1、概念：在光（电磁波）的照射下，从物体表面逸出的 的现象称为光电效应，这种电子被称之为 。使电子脱离某种金属所做功的 ，叫做这种金属的逸出功，符号为W 0。 2、规律： 提出的“光子说”解释了光电效应的基本规律，光子的能量与频率的关系为 。 ①截止频率：当入射光子的能量 逸出功时，才能发生光电效应，即：0____W hv ，也就是入射光子的频率必须满足v ≥ ，取等号时的______0=ν即为该金属的截止频率（极限频率）； ②光电子的最大初动能：_________k m =E ，由此可知，对同一重金属，光电子的最大初动能随着入射光的频率增加而 ，随着入射光的强度的增加而 ，光电子从金属表面逸出时的动能应分布在 范围内。 3、实验：装置如右图，其中 为阴极，光照条件下发出光电子； 为阳极，吸收光电子，进而在电路中形成 ，即电流表的示数。 ①当A 、K 未加电压时，电流表 示数； ②当加上如图所示 向电压时，随着电压的增大，光电流趋于一个饱和值，即 ；当电压进一步增大时，光电流 。 ③当加上相反方向的电压（ 向电压）时，光电流 ；当反向电压达到某一个值时，光电流减小为0，这个反向电压U c 叫做 ，即使最有可能到达阳极的光电子刚好不能到达阳极的反向电压，则关于U c 的动能定理方程为 。 【练习1】某同学用同一装置在甲、乙、丙光三种光的照射下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线，如右图所示。则可判断出（ ） A ．甲光的频率大于乙光的频率 B ．乙光的波长大于丙光的波长 C ．乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率 D ．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能 二、原子结构 1、物理学史： 通过对 的研究，发现了电子，从而认识到原子是有内部结构的； 基于 实验中出现的少数α粒子发生 散射，提出了原子的核式结构模型； 在1913年把物理量取值分立（即量子化）的观念应用到原子系统，提出了自己的原子模型，很好的解释了氢原子的 。 2、波尔理论： ①原子的能量是量子化的，这些量子化的能量值叫做 ；原子能量最低的状态叫做 ，其他较高的能量状态叫做 ； ②原子在不同能量状态之间可以发生 ，当原子从高能级E m 向低能级E n 跃迁时 光子，原子从低能级E n 向高能级E m 跃迁时 光子，辐射或吸收的光子频率必须满足 。 ③原子对电子能量的吸收：动能 两个能级之差的电子能量能被吸收，吸收的数值是 ，剩余的能量电子带走。 ④原子电离：电离态——电子脱离原子时速度也为零的状态，此时“原子—电子”系统能量值为E ∞= ；要使处于量子数为n 的原子电离，需要的能量至少是_____=-=?∞n E E E 。 【练习2】如图所示为氢原子的能级示意图。现用能量介于10eV —12.9eV 范围内的光子去照射一群处于基态的氢原子，则下列说法正确的是（ ） A ．照射光中只有一种频率的光子被吸收 B ．照射光中有三种频率的光子被吸收 C ．氢原子发射出三种不同频率的光 D ．氢原子发射出六种不同频率的光 【练习3】用大量具有一定能量的电子轰击大量处于基态的氢原子，观测到了一定数目的光谱线。调高电子的能量再次进行观测，发现光谱线的数目比原来增加了5条。用△n 表示两次观测中最高激发态的量子数n 之差，E 表示调高后电子的能量。根据氢原子的能级图可以判断，△n 和E 的可能值为( ) A ．△n =1，13.22 eV
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