原子物理重点知识复习及例析

一. 电学、光学、原子物理重点知识复习及例析

［复习目的］

在本期专题复习中，每部分的知识点我们都已复习过，下一学期将进行第二轮复习，复习的重点是将逐步转移到学科内知识点综合运用能力的提高方面，为了使同学们更好地完成下学期的复习，寒假中同学们应把复习重点放在重点知识及易错知识的总结与提高上，为下学期做好准备。

［复习方法］

在专题中先把易错的重点知识进行回顾，然后给出一些典型例题让同学们体会考试中对这些知识点的考查方式，在同学们仔细学习过这些例题后，可通过下一专题的几十道基础知识选择题检查复习效果，以达到“事半功倍”的复习效果。

［易错知识点复习］ 一. 电学知识

（一）有关静电场的知识 1. 电场的特性——力和能

（1）描述电场力的特性物理量是电场强度E 。要明确E F q

=和E k

Q r

=2

的区别和联

系；明确电场力的两个公式F Eq =和F k

Q Q r

=122

的异同；电场线是描述和分析电场的重

要工具，要熟悉典型电场的电场线的分布特点。

（2）描述电场能的特点的物理量主要有：电势、电势能；特别要明确电势能变化与电场力做功的关系，能熟练应用W U q AB AB =与E q p =?；等势面是描述和分析电场的另一重要工具，要熟悉典型电场的等势面（或线）分布特点；能知道电场线和电势线之间的关系。 （3）对涉及静电场的实际应用题，要能从电场的力和能两个角度去分析和求解。 2. 库仑定律的应用 *（1）介质中F k

Q Q r

k Q Q r

=<12

2

122

ε

（2）两个带电体间库仑力

a. 均匀分布的绝缘带电球体间的库仑力仍用公式F k Q Q r

=122

计算，r 为两球E 之间距

离。

b. 两导体球体间库仑力可定性比较，用r 表示两球间距离，两球带同种电荷时，

F k

Q Q r

<122

，反之当两球带异种电荷时，F k

Q Q r

>122

。

c. 两带电体间的库仑力是一对作用力与反作用力

3. 对电场强度的三个公式的理解

（1）E F

q =是电场强度的定义式，适用于任何电场。电场中某点的场强是确定值，大

小和方向与检验电荷q 无关，检验电荷q 充当“测量工具”的作用。

（2）E k Q r

=2

中E 由场源电荷Q 和场源电荷到某点的距离r 决定。

（3）E U d

=

是场强与电势差的关系式，只适用于匀强电场，注意式中d 为两点间沿电

场方向的距离。

4. 带电粒子在电场中的平衡和非平衡问题。

（1）“平衡”：指带电体加速度为零，属“静力学”问题，只是带电体受的外力中包括电场力在内的所有外力。 （2）解题过程： <1>明确研究对象。

<2>对研究对象进行受力分析，注意电场力方向。 <3>根据平衡条件或牛顿第二定律列方程求解。 5. 平行板电容器动态分析 （1）分两种基本情况：

a. 电容器两板电势差U 保持不变（与电源连接）；

b. 电容器的带电量Q 保持不变（与电源断开）。 （2）讨论的物理依据主要点三个：

a. C S d

∝ε b. E U

d

= c. Q CU =

（3）在实际运用中，平行板电容器经常与电路、动力学等知识相联系，要学会动态分析，建立模型，逐步提高灵活运用力学和电学知识进行分析问题和解决问题能力。 6. 带电粒子（或微粒）在电场中的运动 （1）基本类型：

a. 带电粒子在电场中被加速；

b. 带电粒子在电场中偏转。 （2）方法：

a. 力观点——用牛顿定律和运动学知识分析。

b. 能的观点——动能定理和功能原理分析；

c. 带电粒子指电子（-10e ）质子（11H ），α粒子（24

H e ），离子等，一般重力不计，带电微粒指小液滴、灰尘、小球等带电物，一般重力要计。

（二）稳恒电路的知识点复习

1. 描述稳恒电路的物理量：电流强度（I ）、电压（U ）、功（W ）、电量（q ）、电阻（R ）、电功率等。

2. 串并联电路中电压、电流、功率的分配关系： （1）串联时，P R U R ∝∝，。 （2）并联时，P R I R

∝

∝

11，。

3. 滑动变阻器的两种连接方式：串联限流式和并联分压式。

4. 电压表、电流表、欧姆表的结构、原理及正确使用方法。

5. 电流表的内接和外接的选定及电路连接方法。

6. 电路的故障的分析与排除。

7. 电源的有关功率和电源效率计算。

（）电源的总功率（）电源的输出功率（）电源的内部发热功率（）电源效率：：：：总出纯电阻电路

出出总123422

2

2

P IE

P U I P I r IU IE R R r P E R r P E R r P P R R r

=====+?

??????

?

??→???=+=+==

+'()ηη 最大输出功率：P E R r

R E R R r Rr

R r E

r

P m m =+=

-+==

(

)()2

2

2

2

4414

8. 滑动变阻器的限流接法与分压接法的选择

（1）通常情况下（满足安全条件），由于限流电路耗能较小，因此，优先考虑以限流接法为主。

（2）下面三种情况下必须要选择分压接法。

<1>题中所提供的实验仪器，电表量程或待测电阻的最大允许电流小于限流电路中最小电流。

<2>变阻器总电阻小于被测电阻。

<3>要求待测电阻的电压从零开始连续变化。

（三）磁场重点知识复习 1. 安培力的综合运用

（1）从能的转化看，安培力做了多少正功，就有多少电能转化为其他能量（如动能），安培力做了多少负功，表明就有多少机械能转化为电能。

（2）安培力的力矩：匀强磁场中M N BIS M N BIS

M =====?????cos ()m ax m in θθθ0180900

或，，

2. 带电粒子在磁场中的运动问题

（1）R m v Bq T m

Bq

==

，2π （2）解题关键是要明确轨道面，找到圆心位置，根据示意图找半径、角度、磁场边界的长（或宽）所满足的几何条件。 3. 带电粒子在电、磁场中的运动问题

（1）常用力学规律：牛顿三大定律和运动学规律；动量定理，动量守恒定律；动能定理和功能关系；

（2）方法选择：一般对单个微粒，若涉及时间，优先考虑动量定理，若涉及位移，则优先考虑动能定理，功能关系；若涉及加速度，则必然考虑牛顿第二定律，若多少微粒的碰撞问题，应优先考虑是否满足动量守恒定律。

（四）电磁感应、交流电的知识点应用

1. 安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的应用区别

2. E n

t

=??φ与E B lv =sin θ的选用方法

（1）E B lv =sin θ一般用于导体各部分切割磁感线的速度都相同的情况。

（2）E n t

=??φ

计算的是在?t 时间内的平均电动势。

3. 几种常见的感应电动势公式

（1）导体平动产生感应电动势E Blv B l v =，、、三者两两垂直。

（2）导体棒以端点为轴，在垂直于磁感线的匀强磁场中匀速转动产生感应电动势

E B l =

12

2

ω（平均速度取中点位置线速度

12

l ω）。

（3）矩形线圈在匀强磁场中匀速转动：E nBS B S

E nBS B S

E ==⊥=??

?ωθωsin //0

4. 交流电易错知识点：

（1）明确涉及交流电的能量问题和电表读数问题，均与有效值有关。 （2）涉及电量问题与交流电的平均值有关。

二. 光学知识重点及易错点总结

1. 光直线传播知识的应用——月食如何产生？为什么没有月环食？

分析和解：当地球位于太阳和月球之间，且三球基本上在一直线上时，会发生月食如图1所示。月食分为本影食和半影食，本影食又分为全食和偏食。月全食和月偏食的不同，不决定于观察地点，而决定于月球是否全部进入地球的本影。在月全食的时候，整个月球位于地球本影之内（如图1的a ），因而失去太阳的直接光辉。在月偏食的时候，月球只是部分位于地球本影之内（如图1的b ），因而局部失去光明。在全食以前和以后，都有一个月偏食阶段。有时，由于月球中心距离地球轴心太远，整个月食的过程，都是月偏食过程。月球进入地球半影的现象，叫半影食（如图1的c ），这时在地球上仍能看到圆亮的月球，只是亮度有所不同，在习惯上，半影食不算月食。如果这时在月球上看太阳，可以看到日偏食。地球本影长度大约是月地平均距离的3.5倍，月球直径远小于地球直径，就不可能有月环食。

图1

2. 正确确定光学中的视场，观察区域

（1）视场与观察区域：通过光学元件观察物体，看到的是物体的像，这里涉及到：一是要能看到物体的像，眼睛应处于何范围内进行观察——即确定目域；二是透过光学元件。眼睛能看到多大的区域——即确定视场。由于虚像不是由实际光线会聚而成，所以，虚像只能通过光学元件进行观察，因此视场问题只涉及物体通过光学元件成虚像情况，观察虚像和实像都存在目域问题，因为只有实际光线进入人眼才能被观察到，所以物体经光学元件成像后光线继续传播的范围即为观察像的目域。 （2）确定平面镜成像的观察范围的方法

要看到物体在平面镜中的像，需借助边界光线，边界光线的公共部分，即为完整的观察范围。

图2

如图2所示：AB 为发光体，确定人眼在何处可看到AB 经平面镜MN 所成的完整的像的方法是：先由对称特性作出AB 的像A B ''，再由A 点作两边界入射光线AM 、AN ，则其反射光线的反向延长线过A '点，两反射光线所夹区域为A 点的视场区；同样可作出B 点的视场区，两区域的公共部分为看完整的像的观察范围。

根据光路可逆原理，用以上确定A 点视场区方法可确定平面镜可视范围。 3. 正确认识光的折射和全反射

（1）折射率是反映介质光学性能的物理量，n i r

=sin sin 是从实验的角度上定义的，因而

为折射率的测量提供了依据。而n c v

=

是从理论上反映介质的特征；当光垂直射向界面时，

显然已失去测量n 的条件，但此时仍有c v

；不同介质，对同种光的折射率一般不同，因而测

定介质的折射率又是鉴别物质种类的一种手段。

（2）光的色散现象说明同种介质对不同色光的折射率不同，而光的颜色由光的频率决定，故折射率大小与光的频率有关，频率越高，折射率越大。光在传播过程中，频率恒定不变。

（3）光只有从光密介质射向光疏介质，且入射角i i n

≥=-临sin 1

1时，才发生全反射现

象。

解决光的折射和全反射的问题关键是作出光路图，结合几何知识进行求解。 （4）用折射定律分析光的色散现象

分析、计算时，要掌握好n 的应用及有关数学知识，着重理解两点：(1)光的频率（颜

色）由光源决定，与介质无关；(2)同一介质中，频率越大的光折射率越大。再应用n c

v ==

λλ0等知识，就能准确而迅速地判断有关色光在介质中的传播速度、波长、入射线与折射线偏折

程度等问题。

4. 光的本性——光的波动性和粒子性

光的干涉和衍射，说明光具有波动性。光是电磁波；光电效应说明光具有粒子性。人们平时看到的是大量光子的统计行为，即表现为光的波动性，当涉及到光的发射和吸收等过程时，个别光子的粒子性会明显地表现出来，因为光子的能量和动量都正比于频率（反比于波长λ），所以波长越短的光子粒子性越明显。

三. 原子物理中的重点知识 （一）正确认识原子的核式结构 1. 卢瑟福的原子核式结构学说

（1）卢瑟福于1911年利用粒子去轰击薄的金箔，结果发现了α粒子的大角度散射现象，据此他提出了原子的核式结构学说。

（2）卢瑟福估算出原子大小的数量级为1010-m ，原子核大的数量级为10101514--~m 。 2. 玻尔理论的实用性——圆满地解释了氢光谱，指出了辐射和吸收的对应关系，解开了原子为什么会发光，发射光谱和吸收光谱为什么都能作为光谱分析鉴别物质的化学组成等疑难问题。

3. 原子的受激辐射与激光

原子发光有两种情形：一种是自发辐射，另一种是受激辐射。处于激发态的原子中的电子在激发态能级上只能停留一段很短的时间，就自发地跃迁到较低的能级上去，同时辐射出一个光子，这种辐射叫自发辐射，普通光源发光的情形就是这种辐射。但如果当原子处于激发态E 2时，恰好有能量h E E ν=-21（这里E E 21>）的光子射来，在入射光子的影响下，原子会发出一种同样的光子而跃迁到能级E 1上去，这种辐射叫做受激辐射，激光是由受激辐射产生的。一个入射光子由于引起受激辐射可以得到两个同样的光子，如果在媒质中传播的这些光子再引起其他原子发生受激辐射，这样就会产生越来越多的相同的光子，使光得以加强，这便是激光。激光的主要特点是：具有很好的单色性、方向性和相干性，并且亮度极高。

（二）原子核有关知识 1. αβγ、、衰变的实质

（1）α衰变的实质：某元素的原子核放出一个由两个质子和两个中子组成的粒子（五个氢核）

（2）β衰变的实质：某元素的原子核内的一个中子变成质子时放出一个电子； （3）γ射线是伴随α衰变或β衰变同时产生的，它不改变原子核的电子数和质子数，其实质是原子核在发生衰变时，产生的某些新核由于具有过多的能量（核处于激发态）而辐射出光子。 2. 核能的利用

（1）根据相对论的原理，物质的质量与能量之间存在一定的关系E mc =2。此关系式为后来原子核能的开发和利用提供了理论依据，同时也为核能的计算提供了简单易行的方法。

（2）启示：对质量亏损和质能方程E mc =2必须从以下几个方面加深理解：

<1>质量亏损是指核反应前后，物体的静质量亏损。反应中释放的能量是以γ光子辐射

为主的。γ光子的静质量为零，但它有动质量。它的动质量正好等于以上核反应中中子和质子结合成氚核时亏损的质量。所以原子核的质量亏损并不违背质量守恒定律。

<2>有人认为质量亏损是质量变成了能量，亏损的质量越多，质量变成的能量也越多，这种看法是极其错误的。我们知道，质量和能量是两个性质完全不同的物理量。质量是物体的属性量，与所处的状态、环境等外界条件无关，只与物体本身有关；而能量是状态量，与物体所处的状态有关。

<3>由关系式E mc =2可知，物体的质量变化与物体的能量变化总是同时进行的，质量变大，能量也变大，它们之间总是成正比例关系。所以在数量上可以用物体的质量变化作为物体能量变化的量度。 3. 正确理解核反应

核反应包括原子核的衰变，原子核的人工转变，重核裂变和轻核裂变四种类型：反应中应满足质量数守恒和电荷数守恒。

【典型例题】

例1. 如图1所示：a 、b 、c 是匀强电场中的三点，这三点构成等边三角形，每边长为L cm =

21，将一带电量q C =-?-210

6

的电荷从a 点移到b 点，电场力做功

W J 15

1210=-?-.；若将同一点电荷从a 点移到c 点，电场力做功W J 26

610

=?-；试求

匀强电场的电场强度E 。

图1

解析：因为U W q V ab ==

-?-?=--1210210

6056

..

U W q

V

ac c n =

=->230.??

所以U V cb =90.

将cb 三等份，每一段表示电势差3V ，如图2所示，连接ad ，并从c 点依次作ad 的平行线，得到各等势线，作等势线的垂线ce ，场强方向由c 指向e 。

图2

所以E U L U L cb ab =

=

cos cos α

θ

3260cos cos θααθ==-

所以32603cos cos()cos sin θθθθ=-=+

即2312

cos cos θθ=-

解得cos θ=217

E U L V m ab =

=cos /θ

200

点评：本例题可以帮助同学们复习以下知识点： （1）电势差与电场力做功的关系； （2）电场力做功与位移的关系； （3）匀强电场场强与电势差关系。

例2. 质量为m 、带电量为-q 的微粒（重力不计），在匀强电场中的A 点时速度为v ，方向与电场线垂直，在B 点的速度为2v ，如图3所示，已知A 、B 两点间距离为d ，求： （1）A 、B 两点间的电压； （2）电场强度的大小和方向。

图3

解析：（1）由动能定理得：qU m v m v =-

12

212

2

2

()

A 、

B 间的电压为U m v q

=

222

（2）电场力做正功，电场强度水平向左

由运动的合成与分解知识可知，带电微粒在B 点的速度可分解为： 竖直方向：v v y = 水平方向：v x v v v x y 222

2+=() 即v v v x 2

2

2

2+=()

∴=

v v x 3，水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，设场强为E

at v a E q m

x ==，

t v a m v E q

m v E q

x x =

==3

水平方向的位移：x v t v t x x ==2

竖直方向的位移：y vt = x y d 2

2

2

+=

解方程组得：E

m v

qd =

21

2

2

点评：本题可帮助同学们复习有关带电粒子在电场中的运动的知识点。

例3. 如图4所示，竖直放置的螺线管与导线abcd构成回路，导线所围区域内有一垂直纸面向里的变化的匀强磁场，螺线管下方水平桌面上有一导体圆环，导线abcd所围区域内磁场的磁感强度按图5所示哪一图线所表示的方式随时间变化时，导体圆环将受到向上的磁场作用力。

图4

图5

解析：C、D中B随t是均匀变化，在螺线管中产生的是稳定电流，这样在圆环中不能产生感应电流，圆环也就不能受到作用力。

A中磁场变大，但变化率却是越来越小，由E

B s

t

=

?

?

?

，可知螺线管中电流越来越小，

由楞次定律判断可知电流方向为dcbad，由此可知螺线管在圆环中产生的磁场方向向上，且磁场强度逐渐减小，再由楞次定律可判定圆环为了阻碍磁通量减小，受到向上的作用力，有向上的运动趋势。

答案为A

点评：本例题是楞次定律的应用，要求同学们有运用图象作为解题工具的能力。

例4. 某同学按如图6所示电路进行实验，实验时该同学将变阻器的触片P移到不同位置

将电压表内阻看作无限大，电流表内阻看作零。

（1）电路中E、r分别为电源的电动势和内阻，R R R

123

、、为定值电阻，在这五个物理量中，可根据表中的数据求得的物理量是（不要求具体计算）_____________。

（2）由于电路发生故障，发现两电压表示数相同了（但不为零），若这种情况的发生

是由用电器引起的，则可能的故障原因是___________。

图6

解析：对（1）问需先将电路简化，把R 1与r 看成一个等效内阻r R R i '=+1，则V 1的两次示数即表示端电压U 和U A '，1的两次示数I 、I '则表示干路电流，根据闭合电路欧姆定律即可推得：

E U Ir R r E U I R R r i =+=++=+=++'..()()'''..()

()

2406125604421

由(1)、(2)式可求得E ，但不能求出R 1与r 的大小。由于电流表内阻近似看作零，故R 3两端电压即端电压，其值可由欧姆定律R U I 322403

==

..Ω（或R 3256032

=

..Ω）求出回路中流过R 2的电流为I I -2，故R U I I 222

120603

=

-=

-...Ω或R 2048044032

=

-...Ω。

对（2）问可用假设推理的方法判断，当发现两电压表示数相同时，但又不为零，说明V 2的示数也是路端电压，即外电路的电压全降在电阻R 2上，由此可推断R P 两端电压为零，这样故障的原因可能有两个，若假设R 2是完好的，则R P 一定短路；若假设R P 是完好的，则

R 2一定断路。

点评：这题是恒定电流知识应用的一道综合题，考查了（1）读图分析能力；（2）依图判断故障能力；（3）全电路欧姆定律运用能力。

例5. 如图7，LC 振荡回路中振荡电流的周期为2102?-s ，自振荡电流沿逆时针方向达最大值时开始计时，当t s =?-34102.时，电容器正处于___________状态（填充电、放电、充电完毕或放电完毕）。这时电容器的上极板_________（填带正电、带负电或不带电）

图7

解析：电磁振荡过程是电路中振荡电流、极板带电量等物理量周期性变化的过程，为分析某时刻t （t>T ）振荡情况，可由下列变换式t nT t =+'（n 为正整数，0<

设t s s s T t =?=?+?=+---34102101410222..'，则T t T 234

<<

'，t 时刻与t '时刻

电路振荡状态相同。

作出振荡电流i 随时间变化图像如图8所示，t 轴上方图线表示振荡电流沿逆时针方向。

图8

在

T T 234

~时间内，振荡电流不断减小，磁场能不断减小，电场能不断增加，因此电容

器处于充电状态。从图线处于t 轴下方可知，电路中振荡电流沿顺时针方向。故上极板应带正电。

点评：此题考查了有关振荡电路的知识点。

例6. 相距为20cm 的平行金属导轨倾斜放置（见图9），导轨所在平面与水平面的夹角为

θ=37

，现在导轨上放一质量为330g 的金属棒ab ，它与导轨间动摩擦系数为μ=050.，

整个装置处于磁感应强度B ＝2T 的竖直向上的匀强磁场中，导轨所接电源电动势为15V ，内阻不计，滑动变阻器的阻值可按要求进行调节，其他部分电阻不计，取g m s =102/，为保持金属棒ab 处于静止状态，求：

（1）ab 中通入的最大电流强度为多少？ （2）ab 中通入的最小电流强度为多少？

图9

解析：导体棒ab 在重力、静摩擦力、弹力、安培力四力作用下平衡，由图中所示电流方向，可知导体棒所受安培力水平向右。当导体棒所受安培力较大时，导体棒所受静摩擦力沿导轨向下，当导体棒所受安培力较小时，导体棒所受静摩擦力沿导轨向上。

（1）ab 中通入最大电流强度时受力分析如图10（a ），此时最大静摩擦力F F f N =μ沿斜面向下，建立直角坐标系，由ab 平衡可知，x 方向：

F F F F N N N m

a x

c o s s i n (c o s s i n )

()=+=+μθθμθθ1

y 方向：mg F F F N N N =-=-cos sin (cos sin )()θμθθμθ2

由(1)(2)式联立解得：

F m g

N N

m ax (cos sin )(cos sin )

.......=+-=???

?+-?=-μθθθμθ3301010050806080506

663

F BI L max max = 有I F B L

A A m ax m ax ...=

=

?=66202

165

（2）通入最小电流时，ab 受力分析如图10（b ）所示，此时静摩擦力F F f N ''=μ，方向沿斜面向上，建立直角坐标系，由平衡有：

x 方向：F F F F N N N min 'sin 'cos '(sin cos )()=-=-θμθθμθ3 y 方向：mg F F F N x N =+=+μθθμθθ'sin 'cos '(sin cos )()4

由(3)(4)两式解得：

F m g

N N

N

m in (sin cos )

(sin cos )(...)(...).=-+=???

-??+=-θμθμθθ3301010060508050608063

由F BI L min min = I F B L

A A m in m in ...=

=

?=06202

15

点评：此例题考查的知识点有： （1）受力分析—平衡条件的确定； （2）临界条件分析的能力； （3）直流电路知识的应用。

例7. 如图11（a ）所示，固定于水平桌面上的金属框架cdef ，处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒ab 搁在框架上，可无摩擦滑动。此时abcd 构成一个边长为l 的正方形，棒的电阻为R ，其余部分电阻不计，开始时磁感强度为B 0。

（1）若从t =0时刻起，磁感强度均匀增加，每秒增量为k ，同时保持棒静止。求棒中的感应电流。在图上标出感应电流的方向。

（2）在上述（1）情况中，始终保持棒静止，当t t =1末时需加的垂直于棒的水平拉力为多大？

（3）若从t =0时刻起，磁感强度逐渐减小，当棒以恒定速度v 向右做匀速运动时，可使棒中不产生感应电流，则磁感强度应怎样随时间变化（写出B 与t 的关系式）？

解析：（1）感应电动势E t

kl

==?Φ?2

1()

感应电流I E R kl r

=

=2

2()

方向：逆时针见图11（b ）

（2）t t =1时，B B kt =+013()

F B I l

=()4

∴=+F B kt kl

R

()

(5)013

（3）不产生感应电流则总磁通量不变Bl l vt B l ()()+=026

∴=

+B B l l vt

07()

点评：此例题可帮助同学们理解法拉第电磁感应定律的应用，及B 随时间变化引起F 变化的题型如何解答。

例8. 如图12中圆形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感强度为B ，现有一电量为q ，质量为m 的正离子从a 点沿圆形区域的直径入射。设正离子射出磁场区域的方向与入射方向的夹角为60 ，求此正离子在磁场区域内飞行的时间及射出磁场时的位置。

图12

解析：设正离子从磁场区域射出点为c ，射出方向的延长线与入射方向的直径交点为b （如图13），正离子在磁场区域中运动的轨迹ac 是一段圆弧，它的圆心O 一定位于过入射点a ，而与入射方向垂直的直线上。由于正离子射出磁场的方向必沿圆弧ac 在c 点的切线，故连线oc 必垂直于连线bc 。又因为四边形的四角之和为360 ，可推出∠=aOc 60 ，即正离子在磁场区域中运动轨迹ac 对点O 所张的圆心角为60 。

图13

如果整个空间都充满了方向垂直于纸面向里的磁场，正离子在纸面上作圆周运动。设正离子运动一周的时间为T ，则正离子沿ac 由a 点运动到c 点所需的时间为： t T T =

=

60360

16

1() 由qvB m

v

R

=2

及T R v

=2π，可推出T m qB

=

22π()

代入得正离子沿圆弧由a 点运动到c 点所需的时间t m qB

=

π33()

aO 和Oc 都是圆弧ac 的半径，故?aO c 是等腰三角形。根据上面所得∠=aOc 60 ，可知∠=∠=∠=∠=O ac O ca bca bac 6030 ，，因此?abc 也是等腰三角形，得

ab bc ==圆形磁场区域的半径。

即b 点是圆形区域的圆心，而射出点c 的位置可以由射入点a 与射出点c 之间的圆形区域边界ac 弧对应区域圆心b 所张的圆心角θ=120 决定。 点评：此例题考察的知识点为： （1）带电粒子在磁场中的运动特点； （2）运动时间与周期的关系； （3）几何知识的应用能力。

例9. 单色细光束射到折射率n =2的透明球表面，光束在过球心的平面内，入射角

i =45

，研究经折射进入球内后经内表面反射1次，再经球面折射后射出的光线，如图14所示。

（1）在图上画出光线在球内的路径和方向； （2）求入射光与出射光之间的夹角α；

（3）如果入射的是一束白光，透明球的色散情况与玻璃相仿，问哪种颜色光的α角最大，α角最小？

图14

解析：（1）光线入射到出射的光路图如图15，入射光线AB 经玻璃折射后，折射光线为BC ，又经球内壁反射后，反射光线为CD ，再经折射后，折射出的光线为DE ，OB 、OD 球的半径。

图15

（2）由折射定律sin sin i r

n =，得sin sin r i n

=

=

=

2

22

12

∴=r 30

由几何关系及对称性，有

α

2

2=--=-r i r r i ()

α=-42r i ，把r i ==3045 ，代入得α=30

（3）由（2）知，n 越小，sin r 越小，r 角越大，α角越大，∴红光α最大，紫光α最小。

点评：此例题为折射定律的应用。

例10. 如图16所示，?ABC 为一直角三棱镜的截面，其顶角α=30 ，P 为垂直于直线BCO 的光屏，现有一宽度等于AB 的单色平行光束会直射向AB 面，结果在屏P 上形成一宽度等于

23

A B 的光带，求棱镜对该单色光的折射率。若是宽度等于AB 的白光垂直射向AB

面，则屏上被照亮的部分有何变化？说明理由。

图16

解析：如图17所示

图17

当单色平行光束垂直射向AB 面时，入射光线在AC 面上折射角r =+αθ，而

t a n θ=

D E AD

因为E C A B =23

所以D E A B B C A B =

=13，tan α

所以tan tan tan αα

α===1

31333AB

AB θγ==3060 ， n =

=

s i n s i n γα

3

点评：若是白光垂直射向AB 面，光线在AC 面上发生折射产生色散现象，红光偏折角最小，紫光偏折角最大，所以光屏P 上被照亮部分变宽并下移，且最上边缘为红色，最下边缘为紫色。

例11. 公元前3年，有一名叫依斯塞尼斯的希腊学者常去埃及旅游。经3年观察，他发现阿斯旺地方有一口很深的井。平时，太阳光射不到井底，所以这口井总是漆黑一团，只有每年的6月22日正午太阳光才能直射井底。这位希腊学者还发现，在阿斯旺以北的亚历山大港，如果这一天中午在地面上垂直竖直一根5m 长的竹竿，则在地面上形成的影子长为80m 。这位学者由此萌发出一个想法，他想算一算地球的周长。于是，他骑着骆驼从阿斯旺出发，沿着正方向向亚历山大港进发，他每天以16.8km 的速度走了50d ，正好到达亚历山大港。这位希腊学者立刻就算出了地球的周长，试问他是如何算出的？（假设地球是正球体，

arctan ..625825=

）

解析：因为阿斯旺阳光一年只能一次照到井底，所以阿斯旺在北回归线上，阳光是平行的，αβ=

竹竿长5m ，影长0.8m t a n

a r c t a n .c o t .a r c t a n ...α===-=-=1625

625906259082575arc

β正对的弧长为s km 116850840=?=. s km km =÷?=3607584040320 .

所以地球周长约为40320km 。 点评：此例题考查的知识点： （1）光直线传播知识的应用； （2）地理知识的应用。

例12. 根据玻尔理论，在氢原子中，量子数n 越大，则（ ） A. 电势能减少等于动能增大 B. 核外电子速度越小 C. 原子能级的能量越小

D. 原子的电势能越大

解析：（1）定性分析：当原子吸收光子，从较低能级（E 1）跃迁到较高能级（E 2）时，原子的总能量（E ）增加，电子的电势能（E p ）增加，而动能（E k ）减少，且 E E h E E k p k p 1122++=+γ

当原子放出光子，从较高能级（E 2）跃迁到较低能级（E 1）时，原子的总能量减少，电子的电势能减少，而动能增加，且 E E h E E k p k p 1122+-=+γ

本题中核电场力做正功，电子的电势能减少，动能增加，且减少的电势能一部分转化为

动能，一部分转化为光子的能量，即

E E E E h E E p p k k k k 212121-=-+>-γ 所以，应选答案B 、D 。

（2）定量分析：氢原子核外电子旋转可视为匀速圆周运动，其向心力由库仑力提供，则 k

e r

m

v

r

22

2

=

所以，电子速度v k m r

e =

?，动能E mv

k

e

r

k =

=12

22

2

可见，n 越大，半径越大，则电子v 越小，动能越小，而电子的电势能是负的，其绝对值是动能的两倍，即 E ke r

p =-

2

总能量也是负的，即E k

e

r

=-2

2

所以是增大的，以基态n r m ==?-1052810110，.为例，通过上面等式计算可知 E eV E eV E eV k p 111136272136==-=-...，， 故答案为B 、D

点评：（1）在原子辐射或吸收光子而跃迁的过程中，系统的能量守恒，但电子的动能和电势能之和不守恒！

（2）氢原子核外电子绕核转动的计算和能级跃迁的计算，涉及的知识较多，学习时应多加注意。此题的结论也可用类比方法推广到卫星运动，所不同的是卫星运动的轨道半径是任意的，而氢原子的轨道半径是不连续的。

例13. 如图18所示，电路中所有元件完好，光照射到光电管上，灵敏电流计中没有电流通过，其原因可能是（ ） A. 入射光太弱 B. 入射光波长太长 C. 光照时间短 D. 电源正负极接反

图18

解析：在光电管电路中形成电流的条件，一是阴极在光的照射下有光电子逸出，这决定于入射光的频率是否高于阴极材料的极限频率，与入射光的强弱、照射时间长短无关；二是逸出的光电子应能在电路中定向移动到达阳极。光电子能否到达阳极，应由光电子的初动能大小和光电管两极间所加电压的正负和大小共同决定。一旦电压正负极接反，即使具有很大初动能的光电子也可能不能到达阳极，即使发生了光电效应现象，电路中也不能形成光电

流，故该题的正确答案是B 、D 。

例14. 太阳内部持续不断地发生着四个质子聚变为一个氦核的热核反应，这个核反应释放出的大量能量就是太阳的能源。 （1）写出这个核反应方程。

（2）这一核反应释放出多少能量？

（m u m u m u p e ===10073409450000550...，，）

（3）根据综合材料中的数据计算每秒钟太阳的质量减少多少千克？

（4）若太阳质量减少万分之三，热核反应不能继续发生，计算太阳还能存在多少年？

解析：（1）42112410

H He e →++ （2）由爱因斯坦质能方程可知，核反应中释放能量必然伴随着质量亏损。

?m m m m u u u

p =--=?-+?=441007340015200005500266().(..).αβ ??E mc MeV ==???=22160026693153102478...

（3）由上述数据知太阳释放的能量为381026.?J ，则太阳每秒减少的质量为 ??m E c

kg =

=

??=?2

268

2

9

3810

310410.()

（4）由上题计算出太阳质量为21030?kg 可计算出太阳还能存在的时间为：

t M m

s =

=

????=?=?-??210310

410

15105103

4

916

9

.年

原子物理知识点总结

原子物理 一、波粒二象性 1、热辐射：一切物体均在向外辐射电磁波.这种辐射与温度有关。故叫热辐射. 特点：1）物体所辐射的电磁波的波长分布情况随温度的不同而不同；即同时辐射各种波长的电磁波,但某些波长的电磁波辐射强度较强，某些较弱,分布情况与温 度有关。 2)温度一定时，不同物体所辐射的光谱成分不同。 2、黑体：一切物体在热辐射同时,还会吸收并反射一部分外界的电磁波。若某种物体，在热辐射的同时能够完全吸收入射的各种波长的电磁波，而不发生反射，这种物体叫做黑体(或绝对黑体)。在自然界中，绝对黑体实际是并不存在的，但有些物体可近似看成黑体，例如，空腔壁上的小孔. 热辐射特点吸收反射特点 一般物体辐射电磁波的情况与温度，材 料种类及表面状况有关既吸收，又反射，其能力与材料的种类及入射光波长等因素有关 黑体辐射电磁波的强度按波长的 分布只与黑体温度有关完全吸收各种入射电磁波，不反射 黑体辐射的实验规律： 1)温度一定时，黑体辐射的强度，随波长分布有一个极大值。 2）温度升高时，各种波长的辐射强度均增加。 3）温度升高时，辐射强度的极大值向波长较短方向移动。 4、能量子：上述图像在用经典物理学解释时与该图像存在严重的不符（维恩、瑞利的解释)。普朗克认为能量的辐射或者吸收只能是一份一份的．这个不可再分的最小能量值ε叫做能量子．ν εh =) 10 63 .6 (34叫普朗克常量 s J h? ? =-.由量子理论得出的结果与黑体的辐射强度图像吻合的非常完美，这印证了该理论的正确性.

5光电效应：在光的照射下，金属中的电子从金属表面逸出的现象.发射出来的电子叫光电子。光电效应由赫兹首先发现。 爱因斯坦指出： ① 光的能量是不连续的，是一份一份的，每一份能量子叫做一个光子．光子的能量为 ε＝h ν，其中h=6。63×10－34 J ·s 叫普朗克常量，ν是光的频率; ② 当光照射到金属表面上时，一个光子会被一个电子吸收,吸收的过程是瞬间的（不超过10-9 s ).电子在吸收光子之后，其能量变大并向金属外逃逸，从而产生光电效应现象； ③ 一个电子只能吸收一个光子，不会有一个电子连续吸收多个光子的情况,该过程需要克服金属内部原子束缚做功（逸出功W 0，其大小与金属材料有关），然后才有可能从金属表面飞出。因此在只有当一个光子能量较大时，电子才会将其吸收并从金属内部飞出,否则电子无法克服原子束缚从金属中逸出。由能量守恒可得光电效应方程： 0W h E k -=ν ④ 决定能否发生光电现象的决定因素是极限频率而不是光的强度。光的强度只会影响从金属中逸出的电子数目。能使某种金属发生光电效应的最小频率叫做该种金属的截止频率(极限频率）．截止频率的大小与金属种类有关。光的强度：单位时间内垂直照射到金属表面单位面积上入射光中光子总数目. 若ν≥c ν，无论光照强度如何也会有光电效应现象产生 若ν＜c ν，则无论怎样增加光照强度,也不会有光电效应产生 知识拓展之光电管的伏安特性曲线:在光照条件不变时,若正向电压升高,则电路中的光电流会随之变大，当正向电压调到某值后电路中的电流不再增加，该电流叫饱和电流。饱和电流大小反映了入射光的强度(光子数目）。在光照条件不变时，若反向电压升高，则电路中的光电流会随之变小，当反向电压达到某值后，电路中的电流变为零,这个电压叫遏止电压。遏止电压只与入射光频率有关. e W e h U c 0 -=ν0(W h E k -=ν由） 得出和00W h eU E eU c k c -=-=-ν

原子物理学复习资料讲解

原子物理学总复习指导 名词解释：光谱，氢原子线系，类氢离子，电离电势，激发电势，原子空间取向量子化，原子实极化，轨道贯穿，有效电荷数，电子自旋，磁矩，旋磁比， 拉莫尔进动，拉莫尔频率，朗德g因子，电子态，原子态，塞曼效应，电子组态，LS耦合，jj耦合，泡利原理，同科电子，元素周期表，壳层，原子基态，洪特定则，朗德间隔定则 数据记忆：电子电量，质量，普朗克常量，玻尔半径，氢原子基态能量，里德堡常量，hc，?c，玻尔磁子，拉莫尔进动频率 著名实验的内容、现象及解释：α粒子散射实验，夫兰克—赫兹实验，施特恩—盖拉赫实验，碱金属光谱的精细结构，塞曼效应，反常塞曼效应，康普顿效应 理论解释：（汤姆逊原子模型的不合理性），卢瑟福核式模型的建立、意义及不足，玻尔氢原子光谱理论的建立、意义及不足，元素周期表 计算公式：氢原子光谱线系，玻尔理论能级公式、波数公式，角动量表达式及量子数取值（l，s，j），LS耦合原子态，朗德间隔定则，g因子，塞曼效应，原子基态 谱线跃迁图：氢原子谱线跃迁、类氢原子谱线跃迁，碱金属原子能级跃，精细结构，塞曼效应；电子态及组态、原子态表示，选择定则， 1.同位素：一些元素在元素周期表中处于同一地位，有相同原子序数，这些元素别称为同位素。 2.类氢离子：原子核外只有一个电子的离子，这类离子与氢原子类似，叫类氢离子。 3.电离电势：把电子在电场中加速，如使它与原子碰撞刚足以使原子电离，则加速时跨过的电势差称为电离电势。 4.激发电势：将初速很小的自由电子通过电场加速后与处于基态的某种原子进行碰撞，当电场电压升到一定值时，发生非弹性碰撞，加速电子的动能转变成原子内部的运动能量，使原子从基态激发到第一激发态，电场这一定值的电压称为该种原子的第一激发电势

原子物理知识点汇总

高考考点：原子物理考 点分析一、历史人物及相关成就 1、汤姆生：发现电子，并提出原子枣糕模型——说明原子可再分 2、卢瑟福： 粒子散射实验— —说明原子的核式结构模型 发现质子 3、查德威克：发现中子 4、约里奥.居里夫妇：发现正电子 5、贝克勒尔：发现天然放射

现象——说明原子核可再分6、爱因斯坦：质能方程2mc E=， 2 mc E? = ? 7、玻尔：提出玻尔原子模型，解释氢原子线状光谱8、密立根：油滴实验——测 量出电子的电 荷量 二、核反应的 四种类型 类型可 控 性 核反应 例 衰 变 α衰 变 自 发 β衰 变 自 发

人工转变人 工 控 制 H o He N1 1 17 8 4 2 14 7 + → +卢 瑟福 发现质子 n C He Be1 12 6 4 2 9 4 + → +查 德威 克发现中子 n P He l1 30 15 4 2 27 13 A+ → +约里 奥.居里夫妇 e Si P0 1 30 14 30 15 + →发

重核裂变比较容易进行人工控制 轻核聚除 变氢 弹 外 无 法 控 制 提醒： 1、核反应过程一般都是不可逆的，所以核反

应方程只能用单箭头表示反应方向，不能用等号连接。2、核反应的生成物一定要以实验事实为基础，不能凭空只依据两个守恒定律杜撰出生成物来写出核 反应方程 3、核反应遵循质量数守恒而不是质量守恒，遵循电荷数守恒 三、三种射线比较 种 类

速 度 0.1c 0.99c C 在电磁场中偏转与a射 线反向 偏转 不偏转 贯穿本领最弱， 用纸能 挡住 较强， 穿透几 毫米的 铝板 最强， 穿透几 厘米的 铅板 对 空 气 的 电 离 作 用 很强较弱

原子物理学试题E卷

宜宾学院20xx ——20xx 学年度下期 《原子物理学》试题（E 卷） 说明：（1）本试题共3 页 三 大题，适用于 物理与电子工程学院 物理学专业。 （2）常数表： h = 6.626 ?10-34J ?s = 4.136?10-15eV ?s ；R ∝ = 1.097?107m -1；e = 1.602 ? 10-19C ； N A = 6.022?1023mol -1； hc = 1240eV ?nm ；k = 1.380?10-23J ?K -1 = 8.617?10-5eV ?K ； m e = 9.11?10-31kg = 0.511Mev/c 2；m p = 1.67?10-27kg = 938MeV/c 2；a 0 = 0.529?10-10m ； m p = 1.67?10-27kg = 938MeV/c 2 ；μB = 9.274?10-24J ?T -1 = 5.788?10-5eV ?T -； u = 1.66?10-27kg = 931MeV/c 2； e 2 4πε = 1.44eV ?nm 考试时间：120分钟 一、填空题（每小题 3 分，共 21 分） 1．若已知钾原子主线系第一条谱线双重线的波长等于7698.98埃和7664.9埃, 则该原子4p 能级的裂距为_____________________eV 。 2．氦原子的第一激发态是 （写出谱项符号）。由于选择定则 的限制，它不能通过自发辐射跃迁到基态，因此可在该态停留较长时间，这种状态称 态。 3．某原子的两个价电子处于2s2p 组态，按LS 耦合可构成的原子态个数为 个，总角动量量子数 J 的值分别为 ；按jj 耦合可形成的原子态个数为 个，J 的值分别为 。 4．三次电离铍(Z =4)的第一玻尔轨道半径为 ，在该轨道上电子的线速度 为 。 5．电子电荷的精确测定首先是由________________完成的。特别重要的是他还发现 了_______ 是量子化的。 6．α射线是高速运动的__________ ; β射线是____________ ; γ射线是__________ 。 7．α衰变放射出的α粒子的射程R 和动能E α的经验规律是______________。 二、选择题（每小题 3 分，共 27 分） 1．若原子处于1D 2和2S 1/2状态, 它们的朗德因子g 的值分别为：（ ） A. 1和2/3 ; B. 2和2/3 ; C. 1和4/3 ; D. 1和2 。 2．伦琴线光谱的K L M ,,Λ吸收限的能量数值分别对应各壳层电子的 （ ） A. 激发态； B. 俄歇电子能量； C. 电离能； D. 电子跃迁形成各线系第一条线的能量。 3．由伦琴射线照射原子所导致的俄歇电子的能量：（ ） A. 与伦琴射线的能量有关，与被照射原子性质无关； B. 与伦琴射线和被照射原子性质都有关； C. 与伦琴射线和被照射原子性质都无关； D. 与被照射原子性质有关，与伦琴射线能量无关。 4．镁原子（Z=12）处于基态时价电子的电子组态及基态原子态应是：（ ） A. 2s2s 1S 0； B. 2s2p 3P 0； C. 3s3s 1S 0； D. 3s3p 3P 0。 5．根据能级多重性的交替规律，铷原子（Z=37）的能级多重结构是：（ ） A. 双重； B. 一、三重； C. 单重； D. 二、四重。

高中物理光学原子物理知识要点精编WORD版

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光学 一、光的折射 2．光在介质中的光速：n=n/n 1．折射定律：n=nnn大角 nnn小角 3．光射向界面时，并不是全部光都发生折射，一定会有一部分光发生反射。 4．真空/空气的n等于1，其它介质的n都大于1。 5．真空/空气中光速恒定，为n=3×108m/s，不受光的颜色、参考系影响。光从真空/空气中进入介质中时速度一定变小。 6．光线比较时，偏折程度大（折射前后的两条光线方向偏差大）的光折射率n大。 二、光的全反射 1．全反射条件：光由光密（n大的）介质射向光疏（n小的）介质；入射角大于或等于临界角C，其求法为nnn n=n 。 n 2．全反射产生原因：由光密（n大的）介质，以临界角C射向空气时，根据折射定律，空气中的sin角将等于1，即折射角为90°；若再增大入射角，“sin空气角”将大于1，即产生全反射。 3．全反射反映的是折射性质，折射倾向越强越容易全反射。即n越大，临界角C越小，越容易发生全反射。 4．全反射有关的现象与应用：水、玻璃中明亮的气泡；水中光源照亮水面某一范围；光导纤维（n大的内芯，n小的外套，光在内外层界面上全反射）

三、光的本质与色散 1．光的本质是电磁波，其真空中的波长、频率、光速满足n=nn（频率也可能用n表示），来源于机械波中的公式n=n/n。 2．光从一种介质进入另一种介质时，其频率不变，光速与波长同时变大或变小。 3．将混色光分为单色光的现象成为光的色散。不同颜色的光，其本质是频率不同，或真空中的波长不同。同时，不同颜色的光，其在同一介质中的折射率也不同。 4．色散的现象有：棱镜色散、彩虹。 5．红光和紫光的不同属性汇总如下：

原子物理知识点总结全

原子物理知识点总结全 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

原 子 物 理 一、卢瑟福的原子模型——核式结构 1.1897年,_________发现了电子.他还提出了原子的______________模型. 2.物理学家________用___粒子轰击金箔的实验叫__________________。 3.实验结果: 绝大部分α粒子穿过金箔后________;少数α粒子发生了较大的偏转; 极少数的α粒子甚至被____. 4.实验的启示：绝大多数α粒子直线穿过，说明原子内部存在很大的空隙； 少数α粒子较大偏转，说明原子内部集中存在着对α粒子有斥力的正电荷； 极个别α粒子反弹，说明个别粒子正对着质量比α粒子大很多的物体运动时，受到该物体很大的斥力作用． 5.原子的核式结构: 卢瑟福依据α粒子散射实验的结果，提出了原子的核式结构：在原子中心有一个很小的核，叫________， 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． 例1:在α粒子散射实验中,卢瑟福用α粒子轰击金箔,下列四个选项中哪一项属于实验得到的正确结果: A.α粒子穿过金箔时都不改变运动方向 B.极少数α粒子穿过金箔时有较大的偏转,有的甚至被反弹 C.绝大多数α粒子穿过金箔时有较大的偏转 D.α粒子穿过金箔时都有较大的偏转. 例2:根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型。如图1-1所示表示了原子核式结构模型的α粒子散射图景。图中实线表示α粒子的运动轨迹。其中一个α粒子在从a 运动到b 、再运动到c 的过程中（α 粒子在b 点时距原子核最近），下列判断正确的是（ ） A ．α粒子的动能先增大后减小 B ．α粒子的电势能先增大后减小 C ．α粒子的加速度先变小后变大 D ．电场力对α粒子先做正功后做负功 二 玻尔的原子模型 能级 1．玻尔提出假说的背景——原子的核式结构学说与经典物理学的矛盾： ⑴按经典物理学理论，核外电子绕核运动时，要不断地辐射电磁波，电子能量减小，其轨道半径将不断减小，最终落于原子核上，即核式结构将是不稳定的，而事实上是稳定的． ⑵电子绕核运动时辐射出的电磁波的频率应等于电子绕核运动的频率，由于电子轨道半径不断减小，发射出的电磁波的频率应是连续变化的，而事实上，原子辐射的电磁波的频率只是某些特定值。 为解决原子的核式结构模型与经典电磁理论之间的矛盾，玻尔提出了三点假设，后人称之为玻尔模型． 2．玻尔模型的主要内容： ⑴定态假说：原子只能处于一系列__________的能量状态中，在这些状态中原子是_______的，电子虽然绕核运动，但不向外辐射能量．这些状态叫做________． ⑵ 跃迁假说：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，光子的能量由这两定态的能量差决定，即________________. ⑶轨道假说：原子的不同能量状态对应于______子的不同轨道.原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道也是不连续的． 3．氢原子的能级公式和轨道公式 原子各定态的能量值叫做原子的能级，对于氢原子，其能级公式为:______________； 对应的轨道公式为：12r n r n 。其中n 称为量子数，只能取正整数.E 1=-13.6eV ，r 1=0.53×10-10m ． 原子的最低能量状态称为_______，对应电子在离核最近的轨道上运动； 图1-1 a b c 原子核 α粒子

(完整版)原子物理学复习

第一章 原子的基本状况 一、学习要点 1．原子的质量和大小, R ~ 10-10 m , N o =6.022×1023/mol 2．原子核式结构模型 (1)汤姆孙原子模型 (2)α粒子散射实验：装置、结果、分析 (3)原子的核式结构模型 (4)α粒子散射理论： 库仑散射理论公式： (5)原子核大小的估计 (会推导): 散射角θ：),2sin 11(Z 241 2020θ πε+?=Mv e r m α粒子正入射：20024Z 4Mv e r m πε= ,m r ～10－15－10－14 m 二、基本练习 1．选择 (1)原子半径的数量级是： A ．10－10cm; B.10-8m C. 10-10m D.10-13m (2)原子核式结构模型的提出是根据α粒子散射实验中： A.绝大多数α粒子散射角接近180? B.α粒子只偏2?～3? C.以小角散射为主也存在大角散射 D.以大角散射为主也 ()(X)Au A A g M N ==12-27C 1u 1.6605410kg 12 ==?的质量22012c 42v Ze b tg M θπε=

存在小角散射 (3)用相同能量的α粒子束和质子束分别与金箔正碰，测量金原 子核半径的上限. 问用质子束所得结果是用α粒子束所得结果的几倍？ A. 1/4 B . 1/2 C . 1 D. 2 4一强度为I 的α粒子束垂直射向一金箔，并为该金箔所散射。若θ=90°对应的瞄准距离为b ，则这种能量的α粒子与金核可能达到的最短距离为： A. b ; B . 2b ; C. 4b ; D. 0.5b 。 2．简答题 （1）简述卢瑟福原子有核模型的要点. （2）简述α粒子散射实验. α粒子大角散射的结果说明了什么？ 3．褚书课本P 20－21：（1）.（2）.（3）； 第二章 原子的能级和辐射 一、学习要点： 1.氢原子光谱：线状谱、4个线系（记住名称、顺序）、广义巴尔末公式)1 1 (~22n m R -=ν、 光谱项()2n R n T =、并合原则：)()(~n T m T -=ν 2.玻尔氢原子理论： (1)玻尔三条基本假设的实验基础和内容（记熟）

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力学知识结构图

匀变速直线运动 基本公式：V t =V 0+at S=V 0t+21 at 2 as V V t 22 02 += 2 0t V V V += 运动的合成与分解 已知分运动求合运动叫运动的合成，已知合运动求分运动叫运动的分解。运动的合成与分解遵守平行四边形定则 平抛物体的运动 特点：初速度水平，只受重力。 分析：水平匀速直线运动与竖直方向自由落体的合运动。 规律：水平方向 Vx = V 0，X=V 0t 竖直方向 Vy = gt ，y = 22 1gt 合 速 度 V t = ,2 2y x V V +与x 正向夹角tg θ= x y V v 匀速率圆周运动 特点：合外力总指向圆心（又称向心力）。 描述量：线速度V ，角速度ω，向心加速度α，圆轨道半径r ，圆运动周期T 。 规律：F= m r V 2=m ω2r = m r T 2 2 4π 物 体 的 运 动 A 0 t/s X/cm T λx/cm y/cm A 0 V 天体运动问题分析 1、行星与卫星的运动近似看作匀速圆周运动 遵循万有引力提供向心力,即 =m =m ω2R=m( )R 2、在不考虑天体自转的情况下,在天体表面附近的物体所受万有引力近似等于物体的重力,F 引=mg,即?=mg,整理得GM=gR 2。 3、考虑天体自传时：（1）两极 （2）赤道 平均位移：02 t v v s vt t +== 模 型题 2．非弹性碰撞：碰撞过程中所产生的形变不能够完全恢复的碰撞；碰撞过程中有机械能损失． 非弹性碰撞遵守动量守恒，能量关系为： 12m 1v 21＋12m 2v 22＞12m 1v 1′2＋1 2 m 2v 2′2 3．完全非弹性碰撞：碰撞过程中所产生的形变完全不能够恢复的碰撞；碰撞过程中机械能损失最多．此种情况m 1与m 2碰后速 度相同，设为v ，则：m 1v 1＋m 2v 2＝(m 1＋m 2)v 系统损失的动能最多，损失动能为 ΔE km ＝12m 1v 21＋12m 2v 22－12 (m 1＋m 2)v 2 1 ．弹性碰撞：碰撞过程中所产生的形变能够完全恢复的碰撞；碰撞过程中没有机械能损失．弹性碰撞除了遵从动量守恒定律外，还具备：碰前、碰后系统的总动能相等，即 12m 1v 21＋12m 2v 22＝12m 1v 1′2＋1 2 m 2v 2′2 特殊情况：质量m 1的小球以速度v 1与质量m 2的静止小球发生弹性正碰，根据动量守恒和动能守恒有m 1v 1＝m 1v 1′＋m 2v 2′，1 2m 1v 21＝ 12m 1v 1′2＋1 2m 2v 2′2.碰后两个小球的速度分别为： v 1′＝m 1－m 2m 1＋m 2v 1，v 2′＝2m 1 m 1＋m 2v 1 动 量碰撞 如图所示，在水平光滑直导轨上，静止着三个质量为m ＝1 kg 的相同的小球A 、B 、C 。现让A 球以v 0＝2 m/s 的速 度向B 球运动， A 、 B 两球碰撞后粘在一起继续向右运动并与 C 球碰撞，C 球的最终速度v C ＝1 m/s 。问： om (1)A 、B 两球与C 球相碰前的共同速度多大？ (2)两次碰撞过程中一共损失了多少动能？ 【答案】(1)1 m/s (2)1.25 J .线球模型与杆球模型：前面是没有支撑的小球，后两幅图是 有支撑的小球 过最高点的临界条件 由mg=mv 2/r 得v 临=? 由小球恰能做圆周运动即可 得 v 临=0 .车过拱桥问题分析 对甲分析,因为汽车对桥面的压力F N'=mg-?,所以(1)当v=?时,汽车对桥面的压力F N'=0; (2)当0≤v?时,汽车将脱离桥面危险。 对乙分析则:F N-mg=m , 甲 1.做平抛(或类平抛)运动的物体 任意时刻的瞬时速度的反向延长线一定通过此时水平位移的中点 2. 自由落体

原子物理知识点讲解

一、光电效应现象 1、光电效应： 光电效应：物体在光（包括不可见光）的照射下发射电子的现象称为光电效应。 2、光电效应的研究结论： 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．．。注意：从金属出来的电子速度会有差异，这里说的是从金属表面直接飞出来的光电子。③ 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10-9 s ；④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、 光电效应的应用： 光电管：光电管的阴极表面敷有碱金属，对电子的束缚能力比较弱，在光的照射下容易发射电子，阴极发出的电子被阳极收集，在回路中形成电流，称为光电流。 注意：①光电管两极加上正向电压，可以增强光电流。②光电流的大小跟入射光的强度和正向电压有关，与入射光的频率无关。入射光的强度越大，光电流越大。③遏止电压U 0。回路中的光电流随着反向电压的增加而减小，当反 向电压U 0满足：02 max 2 1eU mv =，光电流将会减小到零，所以遏止电压与入射光的频率有关。 4、波动理论无法解释的现象： ①不论入射光的频率多少，只要光强足够大，总可以使电子获得足够多的能量，从而产生光电效应，实际上如果光的频率小于金属的极限频率，无论光强多大，都不能产生光电效应。 ②光强越大，电子可获得更多的能量，光电子的最大初始动能应该由入射光的强度来决定，实际上光电子的最大初始动能与光强无关，与频率有关。 ③光强大时，电子能量积累的时间就短，光强小时，能量积累的时间就长，实际上无论光入射的强度怎样微弱，几乎在开始照射的一瞬间就产生了光电子. 二、光子说 1、普朗克常量 普郎克在研究电磁波辐射时，提出能量量子假说：物体热辐射所发出的电磁波的能量是不连续的，只能是hv 的整数倍，hv 称为一个能量量子。即能量是一份一份的。其中v 辐射频率，h 是一个常量，称为普朗克常量。 2、光子说 在空间中传播的光的能量不是连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光子，光子的能量ε跟光的频率ν成正比。hv =ε，其中：h 是普朗克常量，v 是光的频率。

高考物理通用版二轮复习讲义：第二部分 第一板块 第6讲 “活学巧记”应对点散面广的原子物理学

第6讲|“活学巧记”应对点散面广的原子物理学 ┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄ 考法学法原子物理学部分知识点较多，需要学生强化对知识的理解和记忆。在高考试卷中，对原子物理学的考查一般是一个选择题，难度不大。考查热点主要有：①光电效应、波粒二象性；②原子结构、氢原子能级跃迁；③原子核的衰变规律、α、β、γ三种射线的特点及应用；④核反应方程的书写、质量亏损和核能的计算。由于本讲内容琐碎，考查点多，因此复习时应抓住主干知识，梳理出关键点，进行理解性记忆。 提能点(一)光电效应波粒二象性 ? ? ? ? ? ? ? ? 基础保分类考点 练练就能过关 [知能全通]———————————————————————————————— 1．爱因斯坦光电效应方程 E k＝hν－W0 2．光电效应的两个图像 (1)光电子的最大初动能随入射光频率变化而变化的图像如图所示。 依据E k＝hν－W0＝hν－hν0可知：当E k＝0时，ν＝ν0，即图线在横轴上的截距在数值上等于金属的极限频率。 斜率k＝h——普朗克常量。 图线在纵轴上的截距的绝对值等于金属的逸出功：W0＝hν0。 (2)光电流随外电压变化的规律如图所示。 图中纵轴表示光电流，横轴表示阴、阳两极处所加外电压。 当U＝－U′时，光电流恰好为零，此时能求出光电子的最大初动能，即E k ＝eU′，此电压称为遏止电压。 当U＝U0时，光电流恰好达到饱和光电流，此时所有光电子都参与了导电，电流最大为I max。 3．处理光电效应问题的两条线索 (1)光强大→光子数目多→发射光电子数多→光电流大。 (2)光子频率高→光子能量大→产生光电子的最大初动能大。 4．光的波粒二象性 (1)大量光子易显示出波动性，而少量光子易显示出粒子性。 (2)波长长(频率低)的光波动性强，而波长短(频率高)的光粒子性强。

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原 子 物 理 一、卢瑟福的原子模型——核式结构 1.1897年,_________发现了电子.他还提出了原子的 ______________模型. 2.物理学家________用___粒子轰击金箔的实验叫 __________________。 3. 实验结果:绝大部分α粒子穿过金箔后________;少数α粒子发生了较大的偏转;极少数的α粒子甚至被____. 4. 实验的启示：绝大多数α粒子直线穿过，说明原子内部存在很大的空隙； 少数α粒子较大偏转，说明原子内部集中存 在着对 α粒子有斥力的正电荷； 极个别α粒子反弹，说明个别粒子正对着质量比 α粒子大很多的物体运动时，受到该物体很大的斥 力作用． 5.原子的核式结构: 卢瑟福依据α粒子散射实验的结果，提出了原子的核式结构：在原子中心有一个很小 的核，叫 ________， 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． 例1:在α粒子散射实验中,卢瑟福用α粒子轰击金箔,下列四个选项中哪一项属于实验得到的正确结果: A.α粒子穿过金箔时都不改变运动方向 B . 极少数α粒子穿过金箔时有较大的偏转 ,有的甚至被反 弹 C.绝大多数α粒子穿过金箔时有较大的 偏转 D. α粒子穿过金箔时都有较大的偏转. 例2:根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模 型。如图 1-1所示表示了 原子核式结构模型的 α粒子散射图景。图中实 线表示 α粒子的运动轨迹。其中一个 c α粒子在从a 运动到b 、再运动到c 的过程中（α粒子在b 点时距原子核最近），下 列判断正确的是 （ ） a b A ．α粒子的动能先增大后减小 原子核 B ．α粒子的电势能先增大后减小 C ．α粒子的加速度先变小后变大 α粒子 D ．电场力对α粒子先做正功后做负功 图1-1 二玻尔的原子模型 能级 1．玻尔提出假说的背景——原子的核式结构学说与经典物理学的矛盾：⑴按经典物理学理论，核外电子绕核运动时，要不断地辐射电磁波，电子能量减小，其轨道半径将不断减小，最终落于原子核上，即核式结构将是不稳定的，而事实上是稳定的．⑵电子绕核运动时辐射出的电磁波的频率应等于电子绕核运动的频率，由于电子轨道半径不断减小，发射出的电磁波的频率应是连续变化的，而事实上，原子辐射的电磁波的频率只是某些特定值。 为解决原子的核式结构模型与经典电磁理论之间的矛盾，玻尔提出了三点假设，后人称之为玻尔模型． 2．玻尔模型的主要内容： ⑴定态假说：原子只能处于一系列 __________的能量状态中，在 这些状态中原子是 _______的，电子虽然绕核运动， 但不向外辐射能量．这些状态叫做 ________． ⑵跃迁假说：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，光子的能量由这两定态的能量差决定，即________________. ⑶轨道假说：原子的不同能量状态对应于 ______子的不同轨道 .原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道也是不 连续的． 3．氢原子的能级公式和轨道 公式 原子各定态的能量值叫做原子的能级，对于氢原子，其能级 公式为 :______________； 对应的轨道公式为： r n n 2 r 1。其中n 称为量子数，只能取正.E1=-13.6eV ，r1=0.53×10-10m ．

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一、光电效应现象 1、光电效应： 光电效应：物体在光（包括不可见光）的照射下发射电子的现象称为光电效应。 2、光电效应的研究结论： 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。注意：从金属出来的电子速度会有差异，这里说的是从金属表面直接飞出来的光电子。③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;④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、光电效应的应用： 光电管：光电管的阴极表面敷有碱金属，对电子的束缚能力比较弱，在光的照射下容易发射电子，阴极发出的电子被阳极收集，在回路中形成电流，称为光电流。 注意：①光电管两极加上正向电压，可以增强光电流。②光电流的大小跟入射光的强度和正向电压有关，与入射光的频率无关。入射光的强度越大，光电流越大。③遏止电压U0。回路中的光电流随着反向电压的增加而减小，当反向电压 1 U0满足：-mv max =eU o，光电流将会减小到零，所以遏止电压与入射光的频率有2 关。 4、波动理论无法解释的现象： ①不论入射光的频率多少，只要光强足够大，总可以使电子获得足够多的能量，从而产生光电效应，实际上如果光的频率小于金属的极限频率, 无论光强多大，都不能产生光电效应。 ②光强越大，电子可获得更多的能量，光电子的最大初始动能应该由入射光的强度来决定，实际上光电子的最大初始动能与光强无关，与频率有关。 ③光强大时，电子能量积累的时间就短，光强小时，能量积累的时间就长， 实际上无论光入射的强度怎样微弱，几乎在开始照射的一瞬间就产生了光电子? 二、光子说 1、普朗克常量 普郎克在研究电磁波辐射时，提出能量量子假说：物体热辐射所发出的电磁波的能量是不连续的，只能是hv的整数倍，hv称为一个能量量子。即能量是一份一份的。其中v辐射频率，h是一个常量，称为普朗克常量。 2、光子说 在空间中传播的光的能量不是连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光子，光子的能量&跟光的频率v成正比。；=hv，其中：h是普朗克常量，v是光的频率。 三、光电效应方程 1、逸出功VW.电子脱离金属离子束缚，逸出金属表面克服离子引力做的功。

原子物理知识点总结全

原 子 物 理 一、卢瑟福的原子模型-—核式结构 1.1897年,_________发现了电子.他还提出了原子的______________模型。 2。物理学家________用___粒子轰击金箔的实验叫__________________。 3.实验结果: 绝大部分α粒子穿过金箔后________;少数α粒子发生了较大的偏转; 极少数的α粒子甚至被____. 4。实验的启示：绝大多数α粒子直线穿过，说明原子内部存在很大的空隙； 少数α粒子较大偏转，说明原子内部集中存在着对α粒子有斥力的正电荷； 极个别α粒子反弹,说明个别粒子正对着质量比α粒子大很多的物体运动时，受到该物体很大的斥力作用． 5.原子的核式结构: 卢瑟福依据α粒子散射实验的结果,提出了原子的核式结构：在原子中心有一个很小的核,叫________， 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． 例1：在α粒子散射实验中，卢瑟福用α粒子轰击金箔，下列四个选项中哪一项属于实验得到的正确结果: A.α粒子穿过金箔时都不改变运动方向 B.极少数α粒子穿过金箔时有较大的偏转，有的甚至被反弹 C.绝大多数α粒子穿过金箔时有较大的偏转 D 。α粒子穿过金箔时都有较大的偏转。 例2：根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型。如图1—1所示表示了原子核式结构模型的α粒子散射图景.图中实线表示α粒子的运动轨迹。其中一个 α粒子在从a 运动到b 、再运动到c 的过程中（α粒子在b 点时距原子核最近），下列判断正确的是（ ） A ．α粒子的动能先增大后减小 B ．α粒子的电势能先增大后减小 C ．α粒子的加速度先变小后变大 D ．电场力对α粒子先做正功后做负功 二 玻尔的原子模型 能级 1．玻尔提出假说的背景——原子的核式结构学说与经典物理学的矛盾： ⑴按经典物理学理论，核外电子绕核运动时，要不断地辐射电磁波,电子能量减小，其轨道半径将不断减小，最终落于原子核上，即核式结构将是不稳定的,而事实上是稳定的． ⑵电子绕核运动时辐射出的电磁波的频率应等于电子绕核运动的频率，由于电子轨道半径不断减小，发射出的电磁波的频率应是连续变化的，而事实上，原子辐射的电磁波的频率只是某些特定值。 为解决原子的核式结构模型与经典电磁理论之间的矛盾，玻尔提出了三点假设，后人称之为玻尔模型． 2．玻尔模型的主要内容： ⑴定态假说：原子只能处于一系列__________的能量状态中，在这些状态中原子是_______的，电子虽然绕核运动,但不向外辐射能量．这些状态叫做________． ⑵ 跃迁假说：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，光子的能量由这两定态的能量差决定,即________________。 ⑶轨道假说：原子的不同能量状态对应于______子的不同轨道.原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道也是不连续的． 3．氢原子的能级公式和轨道公式 原子各定态的能量值叫做原子的能级，对于氢原子,其能级公式为：______________; 对应的轨道公式为：12r n r n =。其中n 称为量子数,只能取正整数。E 1=-13。6eV ，r 1=0。53×10-10 m ． 原子的最低能量状态称为_______,对应电子在离核最近的轨道上运动； 原子的较高能量状态称为_______，对应电子在离核较远的轨道上运动． 4．氢原子核外的电子绕核运动的轨道与其能量相对应 核外电子绕核做圆周运动的向心力，来源于库仑力(量子化的卫星运动模型） 由r v m r e k F 222 =＝库得动能r ke mv E k 2 22121==， 即r 越大时，动能________。 又因为12r n r n =,21 n E E n = 即量子数n 越大时，动能_______，势能______，总能量_______． 5．用玻尔量子理论讨论原子跃迁时释放光子的频率种数 氢原子处于n=k 能级向较低激发态或基态跃迁时,可能产生的光谱线条数的计算公式为：2 ) 1(2 -= =k k C N k 例1:氢原子的核外电子从距核较近的轨道跃迁到距核较远的轨道的过程中 （ ) A ．原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能增大 图1-1 c 原子核 α粒子

原子物理知识点

原子物理知识点 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

一、光电效应现象 1、光电效应： 光电效应：物体在光（包括不可见光）的照射下发射电子的现象称为光电效应。 2、光电效应的研究结论： 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．．。注意：从金属出来的电子速度会有差异，这里说的是从金属表面直接飞出来的光电子。③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 ；④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、 光电效应的应用： 光电管：光电管的阴极表面敷有碱金属，对电子的束缚能力比较弱，在光的照射下容易发射电子，阴极发出的电子被阳极收集，在回路中形成电流，称为光电流。 注意：①光电管两极加上正向电压，可以增强光电流。②光电流的大小跟入射光的强度和正向电压有关，与入射光的频率无关。入射光的强度越大，光电流越大。③遏止电压U 0。回路中的光电流随着反向电压的增加而减小，当反 向电压U 0满足：02 max 2 1eU mv ，光电流将会减小到零，所以遏止电压与入射光的频率有关。 4、波动理论无法解释的现象： ①不论入射光的频率多少，只要光强足够大，总可以使电子获得足够多的能量，从而产生光电效应，实际上如果光的频率小于金属的极限频率，无论光强多大，都不能产生光电效应。 ②光强越大，电子可获得更多的能量，光电子的最大初始动能应该由入射光的强度来决定，实际上光电子的最大初始动能与光强无关，与频率有关。 ③光强大时，电子能量积累的时间就短，光强小时，能量积累的时间就长，实际上无论光入射的强度怎样微弱，几乎在开始照射的一瞬间就产生了光电子. 二、光子说

原子物理知识点总结

、波粒二象性 1、热辐射： 一切物体均在向外辐射电磁波。这种辐射与温度有关。故叫热辐射。 特点： 1）物体所辐射的电磁波的波长分布情况随温度的不同而不同；即同时辐射各种 波长 的电磁波，但某些波长的电磁波辐射强度较强，某些较弱，分布情况与 温度有关。 2）温度一定时，不同物体所辐射的光谱成分不同。 2、黑体： 一切物体在热辐射同时，还会吸收并反射一部分外界的电磁波。若某种物体，在 热辐射的同时能够完全吸收入射的各种波长的电磁波， 而不发生反射， 这种物体叫做黑体 （ 或 绝对黑体 ）。在自然界中，绝对黑体实际是并不存在的，但有些物体可近似看成黑体，例如， 空腔壁上的小孔。 注意，黑体并不一定是黑色的。 热辐射特点 吸收反射特点 一般物体 辐射电磁波的情况与温度， 材 料种类及表面状况有关 既吸收，又反射，其能力与材 料的种类及入射光波长等因 素 有关 黑体 辐射电磁波的强度按波长的 分布只与黑体温度有关 完全吸收各种入射电磁波， 不 反射 黑体辐射的强度，随波长分布有一个极大值。 各种波长的辐射强度均增加。 辐射强度的极大值向波长较短方向移动。 4、能量子 :上述图像在用经典物理学解释时与该图像存在严重的不符 （维恩、 瑞利的解释） 普朗克认为能量的辐射或者吸收只能是一份一份的．这个不可再分的最小能量值 ε 叫做能 量子． h （h 6.63 10 34 J s 叫普朗克常量 ） 。 由量子理论得出的结果与黑体的辐射强度 图像吻合的非常完美，这印证了该理论的正确性。 原子物理 黑体辐射的实验规 律： 1）温度一定 时， 2）温度升高

5 光电效应： 在光的照射下，金属中的电子从金属表面逸出的现象。 射出 来的电子叫光电子。光电效应由赫兹首先发现。 爱因斯坦指出 : ① 光的能量是不连续的， 是一份一份的， 每一份能量子叫做一个光 子． 光子的能量为 ε＝ h ν ，其中 h= 6.63× 10－ 34 J · s 叫普朗克常量， ν是光的频率； ② 当光照射到金属表面上时， 一个光子会被一个电子吸收， 吸收的过程是瞬间的 （不 -9 超过 10-9 s ）。电子在吸收光子之后，其能量变大并向金属外逃逸，从而产生光电效应现象； ③ 一个电子只能吸收一个光子， 不会有一个电子连续吸收多个光子的情况， 该过程需 要克服金属内部原子束缚做功（逸出功 W 0，其大小与金属材料有关），然后才有可能从金 属表面飞出。因此在只有当一个光子能量较大时，电子才会将其吸收并从金属内部飞出， 否则电子无法克服原子束缚从金属中逸出。 由能量守恒可得 光电效应方程 : E k h W 0 ④ 决定能否发生光电现象的决定因素是极限频率而不是光的强度。 光的强度只会影响 从金属中逸出的电子数目。 能使某种金属发生光电效应的最小频率叫做该种金属的截止频率 （极限频 率 ）．截止频率的大小与金属种类有关。光的强度：单位时间内垂直照射到金属表面 单位面积上入射光中光子总数目。 若ν≥ c ，无论光照强度如何也会有光电效应现象产生 若ν< c ，则无论怎样增加光照强度，也不会有光电效应产生 知识拓展之 光电管的伏安特性曲线： 在光照条件不变时， 若正向电压升高， 则电路中的光电 流会随之变大， 当正向电压调到某值后电路中的电流不再增加， 该电流叫饱和电流。 饱和电 流大小反映了入射光的强度（光子数目）。在光照条件不变时，若反向电压升高，则电路中 的光电流会随之变小， 当反向电压达到某值后， 电路中的电流变为零， 这个电压叫遏止电压。 遏止电压只与入射光频率有关。 h W 0 e e （由E k h W 0 和 eU c 0 E k 得出 eU c h W 0） U c

(完整版)原子物理知识点汇总

高考考点：原子物理考点分析 一、 历史人物及相关成就 1、 汤姆生：发现电子，并提出原子枣糕模型 ——说明原子可再分 2、 卢瑟福：α粒子散射实验——说明原子的核式结构模型 发现质子 3、 查德威克：发现中子 4、 约里奥.居里夫妇：发现正电子 5、 贝克勒尔：发现天然放射现象——说明原子核可再分 6、 爱因斯坦：质能方程2mc E =，2 mc E ?=? 7、 玻尔：提出玻尔原子模型，解释氢原子线状光谱 8、 密立根：油滴实验——测量出电子的电荷量 二、 核反应的四种类型 提醒： 1、 核反应过程一般都是不可逆的，所以核反应方程只能用单箭头表示反应方向，不能用等号连 接。 2、 核反应的生成物一定要以实验事实为基础，不能凭空只依据两个守恒定律杜撰出生成物来写 出核反应方程 3 、 核反应遵循质量数守恒而不是质量守恒，遵循电荷数守恒 提醒： 1、 半衰期：表示原子衰变一半所用时间 2、 半衰期由原子核内部本身的因素据顶，跟原子所处的物理状态(如压强、温度)或化学状态（如 单质、化合物）无关

3、 半衰期是大量原子核衰变时的统计规律，个别原子核经多长时间衰变无法预测，对个别或极少 数原子核，无半衰期而言。 4、 放射性同位素的应用：（1）工业、摊上、农业、医疗等（2）作为示踪原子 四、 原子结构 1、 原子的核式结构模型 （1）α粒子散射实验结果： 绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，少数α粒子发生了较大偏转，极少数α粒子甚至被反弹回来。 （2）原子的核式结构模型： 在原子中心有一个很小的原子核，原子全部的正电荷和几乎全部质量都集中在核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转。 （3）原子核的尺度：原子核直径的数量级为10-15 m ，原子直径的数量级约为10-10 m 。 （4）原子核的组成：原子核是由质子和中子组成的，原子核的电荷数等于核内的质子数。 2、玻尔原子模型 （1）原子只能处于一系列能量不连续的状态中，具有确定能量的未定状态叫定态。原子处于最低能级的状态叫基态，其他的状态叫激发态。 （2）频率条件： 高能m 到低能m 态：辐射光子λ c h E E hv n m =-= （3）原子的不同能量状态对应于电子的不同运行轨道。 五、氢原子光谱 1、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 ）为里德伯常量（1722101.01R ..R .,54,3n )n 1-21R(1 -?===m λ 2、 氢原子的能级和轨道半径 （1） 氢原子的能级公式：...)3,2,1(1 12==n E n En 其中E 1 =-3.6ev （2） 氢原子的半径公式：...)3,2,1(12 =?=n r n r n ,其中r1=0.53×10-10 m （3） 氢原子能级图： 提醒： A 、 原子跃迁条件：n m E E hv -=，只适用于光子和原 子作用而使原子在各定态之间跃迁的情况。对于光 子和原子作用而使原子电离时，只要入射光的能量 eV E 6.13≥，原子就能吸收，对于实物粒子与原子作用使原子激发时，粒子能量大于或 等于能级差即可。 B 、 原子跃迁发出的光谱线条数2 ) 1(2 -= =n n C N n ，是一群氢原子，而不是一个，因为某一个氢原子有固定的跃迁路径。 六、核力与核能 1、核力：原子核内核子间存在的相互作用力 2、特点：强相互作用、短程力，作用范围1.5×10-15 m 之内 3、核能 （1）质能方程：一定的能量和一定的质量相联系，物体的总能量和他的质量成正比。即2 mc E = 含义：物体具有的能量与他的质量之间存在简单的正比关系，物体的能量增大，质量也增大，物体的能量减小，质量也减小。 （2）核子在结合成核子时出现质量亏损m ?，吸收的能量也要相应减小。2 mc E ?=? 原子核分解成核子时要吸收一定的能量，相应的质量增加m ?，吸收能量2mc E ?=? （4） 获得方式：重核裂变和轻核聚变 聚变反应比裂变反应平均每个核子放出的能量大约要大3-4倍。 1 -13.61 2 -3.40 3 -1.51 4 -0.85 5 -0.54 ∞ 0 n E /eV 图3