高中物理模块要点回眸第12点两类核衰变在磁场中的径迹素材教科版3-5
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物理选修3-5知识点总结1、一般物体热辐射除了与温度有关外,还与物体的材料和表面状况有关。
2、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。
右图会画3、光电效应(光照到金属上,打出电子的现象)①赫兹最早发现光电效应现象,爱因斯坦引入普朗克量子理论提出了光子说,成功解释了光电效应。
②能够发生光电效应的条件:入射光频率≥金属的极限频率(截止频率),入射光波长≤金属极限波长入射光能量hν≥金属逸出功③任一种金属,都有自己的极限频率νC,极限波长λc对应金属的逸出功W0,W O = hνC = hc/λc④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;⑤光电子最大初动能与入射光的频率有关,但不成正比,而与入射光强弱无关。
关系式为 E K = hν- W O =hc/λ—W O,光电子最大初动能只随着入射光频率的增大..;..而增大右图E K -υ图像:横轴的交点:金属的截止频率νc:纵轴的交点为: -E= -W0图线的斜率k =普朗克常量h不同金属在同一张E K-ν图像中,斜率一样⑥光电管内被光照的金属为阴极K,当其与电源负极相连时,所接为正向电压。
见右上图若能发生光电效应,滑动头P在最左端时,U=0,电流≠0。
滑动头右移,电流增大然后趋于某最大值(饱和)。
⑦当入射光颜色不变时(即频率不变),入射光越强,单位时间内入射的光子数越多,则单位时间内射出的光电子数越多,饱和光电流越大⑧当阴极K与电源正极相连时,所接为反向电压。
滑动头右移,电流逐渐减小到0.光电流恰好为0时,对应的反向电压叫遏止电压(U C): U C e=E K⑨遏止电压Uc与入射光频率ν关系:U C e=hν-W O Uc=( hν—hνc)/e图像U C—υ如左图:横轴交点:金属的截止频率,I 纵轴交点= -W O /e斜率为h/e⑩右上图为光电流与电压关系:可见对同一光电管(即W0逸出功一样),入射光频率不变,遏止电压不变;入射光频率越大,遏止电压越大(图中,U C1>U C2,是因为蓝光频率大于黄光频率)⑾由I-U图象可以得到的信息(1)遏止电压U c:图线与横轴的交点的绝对值.(2)饱和光电流I m:电流的最大值.(3)最大初动能:E km=eU c.例:用5eV的光子照射光电管,其电流表示数随电压变化如右图,图中Uc=3V,则,光电子最大初动能= 3ev 光电管金属逸出功=2ev例:当用一束紫外线照在原来不带电的验电器金属球上的锌板时,发生了光电效应,则锌板打出电子,锌板带正电,与它相连的验电器金属箔带正电。
高三物理核衰变知识点总结核衰变是指原子核自发地转化为另一种原子核的过程。
在高三物理的学习中,核衰变是一个重要的知识点。
下面将对核衰变的基本概念、类型以及相关的重要知识进行总结。
一、核衰变的基本概念核衰变是指原子核自发地转化为另一种原子核的过程。
在核衰变中,原子核会释放放射性粒子或电磁辐射,以达到更稳定的能量状态。
核衰变是一种自然现象,它不受外界的影响。
二、α衰变α衰变是指原子核放射α粒子的过程。
α粒子由两个质子和两个中子组成。
α衰变会导致原子核的质量数减2,原子序数减2,从而转化为质量较小的新原子核。
α衰变通常发生在质量数较大、中子过多的原子核中。
三、β衰变β衰变是指原子核放射β粒子的过程。
β粒子有两种类型:β+粒子和β-粒子。
β+粒子是正电子,由一个正电荷的正质子组成。
β-粒子是负电子,由一个负电荷的电子构成。
β衰变会导致原子核的质量数不变,但原子序数增1或减1,从而转化为质量相同但原子序数不同的新原子核。
四、γ衰变γ衰变是指原子核放射γ射线的过程。
γ射线是一种高能电磁波,能穿透物质并携带能量。
γ衰变发生在原子核经历了α衰变或β衰变之后,新的原子核处于激发态,通过释放γ射线来达到更稳定的能量状态。
五、半衰期半衰期是指放射性物质衰变至其初始数目的一半所需的时间。
每种放射性同位素都有自己的半衰期。
而不同的放射性同位素具有不同的稳定性,半衰期也会有所差异。
通过半衰期的概念,我们可以计算出放射性同位素的衰变速率,进而研究其在物质中的应用。
六、核能的利用与风险核能是指通过核反应释放的能量。
核能在核聚变和核裂变反应中释放出来,可以提供庞大的能源,被广泛应用于核电站、核武器等领域。
然而,核能的利用也伴随着核辐射的风险,大规模的核事故可能会导致严重的辐射污染,对人类和环境造成巨大的危害。
综上所述,核衰变是高三物理中非常重要的一个知识点。
通过对核衰变的概念、类型以及相关知识的总结,我们可以更好地理解核衰变的本质和运行机制。
根据3-5原子核衰变知识点总结
1. 原子核衰变是指原子核内部发生变化,从而转变成不同的核种或同一核种的不同状态的过程。
2. 3-5原子核衰变是指原子核中的质子或中子发生变化,导致原子核的质量数和原子序数发生改变的衰变过程。
3. 3-5原子核衰变主要包括α衰变、β衰变和γ衰变三种类型。
3.1 α衰变:在α衰变中,原子核内的一个α粒子(即两个质子和两个中子组成的氦核)从原子核中发射出来。
这导致原子核的质量数减少4,原子序数减少2。
3.2 β衰变:在β衰变中,原子核中的一个中子变成一个质子,并释放出一个高速电子(β粒子)或一个正电子(正β粒子)。
这导致原子核的质量数不变,原子序数增加1或减少1。
3.3 γ衰变:在γ衰变中,原子核由于能级的变化而释放出一束γ射线。
γ衰变不改变原子核的质量数和原子序数,仅发生能级的变化。
4. 3-5原子核衰变具有一定的规律性和确定性,可以通过核反应方程式来表示。
5. 原子核衰变是放射性变化的重要形式,对核能的利用和放射性测定具有重要意义。
总结:3-5原子核衰变是指包括α衰变、β衰变和γ衰变在内的一系列衰变过程。
这些衰变过程在原子核内部发生,导致原子核的质量数和原子序数发生改变。
这些衰变过程具有规律性和确定性,可以通过核反应方程式来表示。
原子核衰变是放射性变化的重要形式,对核能的利用和放射性测定具有重要意义。
物理衰变知识总结归纳物理衰变是一种核反应方式,描述了原子核在自然界中的自发变化过程。
这一过程涉及到放射性同位素的衰变,通过放射性的粒子释放出能量,从而转化为其他元素。
在本文中,将对物理衰变的基本概念、常见类型以及应用进行总结和归纳。
一、物理衰变的概念与基本原理物理衰变是指原子核自发发生变化,转化为其他元素的过程。
它是与放射性同位素相关的一种自然现象。
物理衰变通过放射性粒子的释放来实现能量转化。
这一放射性粒子可以是α粒子、β粒子或γ射线。
在物理衰变中,放射性同位素的数量会按指数规律衰减。
这一规律可以用半衰期来描述,即在衰变过程中需要逐步减少一半的时间。
半衰期的长短决定了物理衰变的速度。
物理衰变通常会发生在不稳定原子核中,这些不稳定的原子核具有额外的中子或质子。
通过放射性粒子的发射,这些原子核可以转化为更稳定的核。
二、物理衰变的常见类型1.α衰变α衰变是一种放射性粒子的释放过程,其中发射的粒子为α粒子。
α粒子由两个质子和两个中子组成,相当于一个氦离子。
在α衰变中,原子核会失去两个质子和两个中子,自身的质量数减少4,原子序数减少2,从而转化为另一个元素。
2.β衰变β衰变是指原子核中的一个中子转变为一个质子和一个电子。
在这个过程中,原子核会释放一个高速电子(β粒子)。
β衰变可以分为β-衰变和β+衰变两种类型。
β-衰变时,中子转变为质子和电子,电子从原子核中释放出来;β+衰变时,质子转变为中子和正电子,正电子被释放出来。
3.γ衰变γ衰变是通过释放γ射线来衰变的过程。
γ射线是高能的电磁辐射,具有很强的透射能力。
在一些α或β衰变之后,原子核的结构可能仍然不稳定,通过释放γ射线来达到更稳定的状态。
三、物理衰变的应用1.放射性同位素的医学应用放射性同位素在医学领域有着广泛的应用。
它被用于放射性示踪,通过引入有放射性的物质来观察物体或生物体的代谢过程。
放射性同位素也可以用于放射治疗,通过高能射线来消灭异常细胞。
2.放射性同位素的工业应用许多工业领域使用放射性同位素进行测量和探测。
第十七章波粒二象性1.黑体:完全吸收入射各波长电磁波不反射2.热辐射现象:①任物在任℃都发射各种波长电磁波②辐射能量大小及波长分布与℃有关③既辐射也反射能量3.黑体辐射:①℃↑,黑体的辐射强度↑②℃↑,辐射强度极大值向波长短方移动4.能量子:①1900年普朗克②普`提振动的带电微粒的能量只是最小能量值ε的整数倍③ε=hν④h普朗克常量=6.63×10-34J·S ν频率光电效应的实验规律1.光电效应:照射金属光,使金属中的电子从表面逸出光电子:逸出电子勒纳德和汤姆孙等相继实验证实2.饱和电流:光色不变,入射光越强,饱和电流越大,单位时间内发射的光电子数越多3.遏止电压:使光电流减小到0的反向电压U c,光电子一定存在初速度满足12m e u c2=eU c颜色不同,频率不同,~不同4.光电子的能量只与入射光的频率有关5.截至频率(极限频率)νc不同金属截至~不同6.入射光频率<νc不发生光电效应7.瞬时性:当频率>νc,立即产光电流光电效应解释中的疑难1.逸出功W0:脱离做功最小值2.不同金属W0不同3.光↑,逸出电子数↑,光电流↑爱因斯坦的光电效应方程1.光:一份一份的由一个个不可分割的ε组成2.频率为ν的光的能量子为hν,h为普朗克常量3.光子:光的能量子为hν4.金属电子吸一光子获能是hν,一部分克服金属的逸出功W0,剩下表现为逸出后电子的初动能E k即hν=E k+W0或E k=hν-W0(爱因斯坦光点效应方程)(W0交于负半轴)若E k光电子的最大初动能E k=12m e u c2一个光子只给一个电子输能·爱因`表明:E k与入射光的频率ν有关hν>W0时,才有光电子逸出,νc=W0ℎ(光电效应截至频率)·电子一次性全吸能,不累能量时间,光电流几乎瞬时产生·同颜色(ν相同)的光,光较强时,包含光子数↑,照射金属产生光电子↑,饱和电流↑康普顿效应1.光的散射:在介质中与物质微粒相互作用,传播方向改变2.康普顿效应:散射X射线时,除与入射光波长λ0相同的成分,还有波长大于λ0的成分3.光电效应:光子具有能量康普顿效应:光子除了具有能量还具有动量光子的动量1.E=mc2E一定的能量m一定的质量2.光子的动量:p=ℎλλ波长h普朗克常量p动量【p=mc①ε=hf②ε=mc2③联解①②③得p=ℎλ】(f=ν=cλc光速f=ν频率)光的波粒二象性1.波粒二象性:光具有波动性+粒子性2.能量ε和动量p:描述物质的粒子性的重要物理量3.波长λ或频率ν:描述物质的波动性的典型物理量粒子的波动性1.德布罗意:①提出假设:实物粒子具有波动性②德布罗意波(物质波、概率波):与实物粒子相联系的波2.概率波1.光的强弱对应光子数目:明纹处光子多,暗纹处光子少光子落在明纹处概率大,暗纹概率小2.光的波动性不是光子之间的相互作用引起,是光子自身固有性质不确定性关系不确定性关系1.托马斯·杨和菲涅耳:光的波动说麦克斯韦:光的电磁理论爱因斯坦:光子理论第十八章原子结构电子的发现原子可以分割,由更小微粒组成电子的发现1.汤姆孙认为阴极射线是带电粒子流2.组成阴极射线的粒子为电子3.热离子发射:金属高温发射粒子现象4.密立根:电荷是量子化,任何带电体的电荷是e的整数倍e=1.602 177 33(49)×10-19C 原子的核式结构模型汤姆孙:提出“枣糕模型”和“西瓜模型”α粒子散射实验1.α粒子:放射性物质(如铀和镭)发射出来快速运动粒子,带两个单位正电荷2.卢瑟福α粒子轰击金箔实验(α粒子散射实验)3.卢瑟福原子结构模型:原子核:原子中心一个很小的核原子全部的正电荷和质量集在此带负电电子在核外绕核旋转4.对α粒子散射实验数据分析:可估计原子核大小和正电荷数5.原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数(英)汤姆孙:发现电子氢原子光谱光谱1.光谱:光栅或棱镜把各颜色光按波长展开,获光的波长(频率)+强度分布的记录2.线状谱:光谱有一条条的亮线3.连续光谱:非条,连在一起的光带例:炽热气体、液体及高温高压气体产生4.各原子发射光谱都是线状谱5.亮线:原子的特征谱线(元素发出多少频率的光,就吸收多少频率的光)。
第12点 两类核衰变在磁场中的径迹
静止核在磁场中自发衰变,其轨迹为两相切圆,α衰变时两圆外切,β衰变时两圆内切,根据动量守恒m 1v 1=m 2v 2和r =mv qB
知,半径小的为新核,半径大的为α粒子或β粒子,其特点对比如下表:
匀强磁场中轨迹
对点例题 在匀强磁场中,一个原来静止的原子核,由于放出一个α粒子,结果得到一张两个相切圆的径迹照片(如图1所示),今测得两个相切圆半径之比r 1∶r 2=1∶44.则:
图1
(1)图中哪一个圆是α粒子的径迹?(说明理由) (2)这个原子核原来所含的质子数是多少?
解题指导 (1)因为动量守恒,所以轨道半径与粒子的电荷量成反比,所以圆轨道2是α粒子的径迹,圆轨道1是新生核的径迹,两者电性相同,运动方向相反.
(2)设衰变后新生核的电荷量为q 1,α粒子的电荷量为q 2=2e ,它们的质量分别为m 1和m 2,衰变后的速度分别为v 1和v 2,所以原来原子核的电荷量q =q 1+q 2. 根据轨道半径公式有
r 1r 2=m 1v 1
Bq 1m 2v 2Bq 2
=m 1v 1q 2m 2v 2q 1
,
又由于衰变过程中遵循动量守恒定律,则
m1v1=m2v2,
以上三式联立解得q=90e.
即这个原子核原来所含的质子数为90.
答案见解题指导
特别提示由本题解答过程可知,当静止的原子核在匀强磁场中发生衰变时,大圆轨道一定是带电粒子(α粒子或β粒子)的,小圆轨道一定是反冲核的.α衰变时两圆外切,β衰变时两圆内切.如果已知磁场方向,还可根据左手定则判断绕行方向是顺时针还是逆时针.
1.在垂直于纸面的匀强磁场中,有一原来静止的原子核,该核衰变后,放出的带电粒子和反冲核的运动轨迹分别如图2中a、b所示,由图可以判定( )
图2
A.该核发生的是α衰变
B.该核发生的是β衰变
C.磁场方向一定垂直纸面向里
D.磁场方向一定垂直纸面向外
答案 B
解析本题考查对α粒子及β粒子的性质的了解,对动量守恒定律以及左手定则的应用能力.原来静止的核,放出粒子后,总动量守恒,所以粒子和反冲核的速度方向一定相反,根据图示,它们在同一磁场中是向同一侧偏转的,由左手定则可知它们必带异种电荷,故应为β衰变;由于不知它们的旋转方向,因而无法判定磁场是向里还是向外,即都有可能.2.一个静止的放射性同位素的原子核3015P衰变为3014Si,另一个静止的天然放射性元素的原子核234 90Th衰变为234 91Pa,在同一磁场中,得到衰变后粒子的运动径迹1、2、3、4,如图3所示,则这四条径迹依次是( )
图3
A.电子、234 91Pa、3014Si、正电子
B.234 91Pa 、电子、正电子、30
14Si C.30
14Si 、正电子、电子、234
91Pa D .正电子、30
14Si 、234
91Pa 、电子 答案 B 解析
3015
P→3014Si +0
+1e(正电子),产生的两个粒子,都带正电,应是外切圆,由R =mv qB
,电荷
量大的半径小,故3是正电子,4是30
14Si.234
90Th→234
91Pa + 0
-1e(电子),产生的两个粒子,一个带正电,一个带负电,应是内切圆,由R =mv qB
知,电荷量大的半径小,故1是234
91Pa,2是电子,故B 项正确.。