原子物理光学知识点.doc

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重要概念和规律

1.原子核式结构学说(卢瑟福)

实验基础α粒子散射实验——用放射源发出的α粒子穿过金箔,发现绝大多数α粒子按原方向前进,少数α粒子发生较大的偏转。极少数发失大角度偏转。个别被弹回.基本内容在原子中心有一个带正电的核(半径约10-15~10-14m),集中了几乎全部原子质量、带负电的电子在核外绕核旋转(原子半径约10-10m)。困难问题按经典理论,电子绕核旋转将辐射电磁波,能量会逐渐减小,电子运行的轨道半径不断变小,大量原子发出的光谱应该是连续光谱。

2.玻尔理论(玻尔)实验基础氢光谱规律的研究。基本内容(三点假设)(1)原子只能处于一系列不连续的、稳定的能量状态(定态),其总能量En(包括动能和电势能)与基态总能量量的关系为En=E1/n2(n=1、2、3……)。(2)原子在两个定态之间跃迁时,将辐射(或吸收)一定频率时光子;光子的能量为hν=E初-E终。(3)电子绕核运行的可能轨道是不连续的。各可能轨道的半径rn=n2r1基态轨道半径r1。(n=1、2、3……)。困难问题无法解释复杂原子的光谱.

3. 放射现象(贝克勒尔)

三种射线(1)α射线氦原子核流。v≈c/10。贯穿本领很小。电离作用很强。

(2)β射线高速电子流。v≈c。贯穿本领强,电离作用弱。

(3)γ射线波长很短的电磁波。v=c。贯穿本领很强,电离作用很弱。

衰变规律遵循电量、质量(和能量)守恒。

α衰变、β衰变、γ衰变(γ衰变是伴随着α衰变或β衰变同时发生的)。

半衰期放射性元素的原子读有半数发生衰变所需要的时间。由核内部本身因素决定.跟原子所处的物理状态或化学状态无关.公式

4.原子核的组成

实验基础

(1)质子发现(1919年,卢瑟福) 147N + 24He → 817O + 11H

(2)中子发现(1932年,查德威克) 49Be + He → 612C + 01n

基本内容原子核由质子和中子(统称核子)组成.原子核的质量数等于质子数与中子数之和.原子核的电荷数等于质子数。各核子间依靠强大的核力来集在核内。

5.放射性同位素质子数相同、中子数不同,具有放射性的原子。

实验基础用α粒子盖击铝核首先实现用人工方法得到放出性同位素磷(1934年,约里奥•

居里夫妇)。基本应用

(1)利用射线的贯穿本领、电离作用或对生物组织的物理、化学效应。(2)做为示踪原子。6. 核能

质量亏损组成原子核的核子的质量与原子核的质量之差.

质能方程 E=mc2 核反应能△E=△mc2

(二)物理光学——人类对光本性的认识发展过程

(1)微粒说(牛顿)基本观点认为光像一群弹性小球的微粒。实验基础光的直线传播、光的反射现象。困难问题无法解释两种媒质界面同时发生的反射、折射现象以及光的独立传播规律等。

(2)波动说(惠更斯)基本观点认为光是某种振动激起的波(机械波)。

实验基础光的干涉和衍射现象。

①个的干涉现象——杨氏双缝干涉实验

条件两束光频率相同、相差恒定。装置(略)。现象出现中央明条,两边等距分布的明暗相间条纹。解释屏上某处到双孔(双缝)的路程差是波长的整数倍(半个波长的偶数倍)时,两波同相叠加,振动加强,产生明条;两波反相叠加,振动相消,产生暗条。应用检查平面、测量厚度、增强光学镜头透射光强度(增透膜).

②光的衍射现象——单缝衍射(或圆孔衍射)

现象:出现中央最亮最宽的明条,两边不等距发表的明暗条纹(或明暗乡间的圆环)。(3)电磁说(麦克斯韦)基本观点认为光是一种电磁波。实验基础赫兹实验(证明电磁波具有跟光同样的性质和波速)。各种电磁波的产生机理无线电波自由电子的运动;红外线、可见光、紫外线原子外层电子受激发;x射线原子内层电子受激发;γ射线原子核受激发。可见光的光谱发射光谱——连续光谱、明线光谱;吸收光谱(特征光谱。困难问题无法解释光电效应现象。

(4)光子说(爱因斯坦)基本观点认为光由一份一份不连续的光子组成每份光子的能量E=hν。实验基础光电效应现象。装置(略)。现象①入射光照到光电子发射几乎是瞬时的;

②入射光频率必须大于光阴极金属的极限频率ν。;

③当ν>v。时,光电流强度与入射光强度成正比;④光电子的最大初动能与入射光强无关,只随着人射光灯中的增大而增大。解释①光子能量可以被电子全部吸收.不需能量积累过程;②表面电子克服金属原子核引力逸出至少需做功(逸出功)hν。;③入射光强。单位时间内入射光子多,产生光电子多;④入射光子能量只与其频率有关,入射至金属表,除用于

逸出功外。其余转化为光电子初动能。 困难问题 无法解释光的波动性。

(5)光的波粒二象性 基本观点 认为光是一种具有电磁本性的物质,既有波动性。又有粒子性。大量光子的运动规律显示波动性,个别光子的行为显示粒子性。实验基础 微弱光线的干涉,X 射线衍射. 试题

主考查 知识点 1.图示为一直角棱镜的横截面,︒=∠︒=∠60,90abc bac 。一平行细光束从O 点沿垂直于bc 面的方向射入棱镜。已知棱镜材料的折射率n=2,若不考试原入射光在bc 面上的反射光,

则有光线( )

A .从ab 面射出

B .从ac 面射出

C .从bc 面射出,且与bc 面斜交

D .从bc 面射出,且与bc 面垂直

光的折射 2.一束复色光由空气射向玻璃,发生折射而分为a 、

b 两束单色光,其传播方向如图所示。设玻璃对a 、b

的折射率分别为n a 和n b ,a 、b 在玻璃中的传播速度分别为v a 和v b ,则( ) A .n a >n b B .n a

C .v a >v b

D .v a 2θ。用n 1、n 2分别表示水对两单色光的折射率,v 1、v 2分别表示两单色光在水中的传播速度( ) A 、n l <n 2、v 1<v 2 B .n l <n 2、v 1>v 2 C .n l >n 2、v 1<v 2 D .n l >n 2、v 1>v 2

光的折射 4.一束复色光由空气射向一块平行平面玻璃砖,经折射分成两束单色光a 、b 。已知a 光的频率小于b 光的频率。下列哪个光路图可能是正确的?( )

光的折

5.光纤通信是一种现代通信手段,它可以提供大容量、高速度、高质量的通信服务。目前,我国正在大力建设高质量的宽带光纤通信网络。下列说法正确的是 ( )

A.光纤通信利用光作为载体来传播信息

B.光导纤维传递光信号是利用光的衍射原理

C.光导纤维传递光信号是利用光的色散原理

D.目前广泛应用的光导纤维是一种非常细的特制玻璃丝

光纤 6.在中子衍射技术中,常利用热中子研究晶体的结构,因为热中子的德布罗意波

长与晶体中原子间距相近.已知中子质量m=1.67×10—27kg ,普朗克常量h=6.63×

10—34J ·s ,可以估算德布罗意波长λ=1.82×10-10m 的热中子动能的数量级为( )

物质波 b c a

o a

b 空气

玻璃