物理学史和原子物理
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选择题对“原子物理学”的考查[A组基础题练熟练快]1.(2019·甘肃张掖三诊)下列说法正确的是( )A.光电效应和康普顿效应揭示了光具有波粒二象性B.牛顿第一定律是利用逻辑推理对实验事实进行分析的产物,能够用实验直接验证C.英国物理学家汤姆孙发现了电子,否定了“原子不可再分”的观点D.爱因斯坦首先把能量子的概念引入物理学,否定了“能量连续变化”的观点解析:光电效应和康普顿效应揭示了光具有粒子性,A错误;牛顿第一定律是利用逻辑推理对实验事实进行分析的产物,不能够用实验直接验证,B错误;英国物理学家汤姆孙发现了电子,否定了“原子不可再分”的观点,C正确;普朗克在1900年把能量子引入物理学,破除了“能量连续变化”的传统观念,D错误.答案:C2.(2019·宜宾二诊)我国科学家潘建伟院士预言十年左右量子通信将“飞”入千家万户.在通往量子论的道路上,一大批物理学家做出了卓越的贡献,下列有关说法正确的是( ) A.爱因斯坦提出光子说,并成功地解释了光电效应现象B.德布罗意第一次将量子观念引入原子领域,提出了定态和跃迁的概念C.玻尔在1900年把能量子引入物理学,破除了“能量连续变化”的传统观念D.普朗克把光的波粒二象性推广到实物粒子,预言实物粒子也具有波动性解析:爱因斯坦提出光子说,并成功地解释了光电效应现象,选项A正确;玻尔第一次将量子观念引入原子领域,提出了定态和跃迁的概念,选项B错误;普朗克在1900年把能量子引入物理学,破除了“能量连续变化”的传统观念,故C错误;德布罗意把光的波粒二象性推广到实物粒子,预言实物粒子也具有波动性,选项D错误.答案:A3.2018年中国散裂中子源(CSNS)将迎来验收,目前已建设的3台谱仪也将启动首批实验.有关中子的研究,下列说法正确的是( )A.Th核发生一次α衰变,新核与原来的原子核相比,中子数减少了4B.一个氘核和一个氚核经过核反应后生成氦核和中子是裂变反应C.卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果,发现了质子和中子D.中子和其他微观粒子,都具有波粒二象性解析:α衰变的本质是发生衰变的核中减少2个质子和2个中子形成氦核,所以一次α衰变,新核与原来的核相比,中子数减少了2,选项A错误;裂变是较重的原子核分裂成较轻的原子核的反应,而该反应是较轻的原子核的聚变反应,选项B错误;卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果,提出了原子的核式结构模型,查德威克通过α粒子轰击铍核(94Be)获得碳核(12 6C)的实验发现了中子,选项C错误;所有粒子都具有波粒二象性,选项D正确.答案:D4.(2019·湖南师大附中模拟)图甲为研究光电效应的电路图;图乙为静止在匀强磁场中的某种放射性元素的原子核AZ X 衰变后产生的新核Y 和某种射线的径迹.下列说法不正确的是( )A .图甲利用能够产生光电效应的两种(或多种)频率已知的光进行实验可测出普朗克常量B .图甲电源的正负极对调,在光照条件不变的情况下,可研究得出光电流存在饱和值C .图乙对应的衰变方程为A Z X→42He +A -4Z -2YD .图乙对应的衰变方程为 A Z X→ 0-1e + A Z +1Y解析:根据光电效应方程得eU 遏=hν-W 0,其中W 0为金属的逸出功,所以h =eU 遏+W 0ν,图甲利用能够产生光电效应的两种(或多种)频率已知的光进行实验可测出普朗克常量,故A 正确;对于一定的光照条件,产生的光电子数目相等,将电源的正负极对调,调节电压,最多能使所有光电子达到另一极板,此时即可研究得出光电流饱和值,故B 正确;由图乙可看出,原子核衰变后放出的粒子与新核所受的洛伦兹力方向相同,而两者速度方向相反,则知两者的电性相反,新核带正电,则放出的必定是β粒子(电子),发生了β衰变,故C 错误,D 正确.答案:C5.(2019·辽宁大连联考)下列说法正确的是( )A .频率越低的光,粒子性越显著B .无论光强多强,只要入射光的频率小于金属的截止频率,就不能发生光电效应C .氢原子吸收光子后,电子运动的轨道半径变大,动能也变大D .发生β衰变时,新核的核电荷数不变解析:频率越低的光,光子的能量值越小,其动量越小,粒子性越不显著,故A 错误.光电效应实验中,无论入射光多强,只要入射光的频率低于金属的截止频率,就不可能发生光电效应,故B 正确;氢原子吸收光子后,电子运动的轨道半径变大,根据k e 2r 2=mv 2r,可知电子的动能减小,故C 错误;发生β衰变时,原子核内的一个中子转化为一个质子和一个电子,新核的质量数不变,核电荷数增加一个,故D 错误.答案:B6.(多选)(2019·全国大联考)关于近代物理,下列说法正确的是( )A.放射性元素的半衰期与压强有关,压强越高,半衰期越大B.光电效应中,光电子的最大初动能与照射光光子能量成正比C.比结合能是结合能与核子数之比,比结合能越大,原子核越稳定D.一个处于n=6的激发态的氢原子向低能级跃迁时最多能辐射出5种不同频率的光解析:放射性元素的半衰期与外部的物理条件以及所处的化学状态均无关,选项A错误;根据爱因斯坦光电效应方程E km=hν-W0,光电效应中,光电子的最大初动能E km随照射光光子能量hν的增大而增大,但不是成正比关系,选项B错误;比结合能是结合能与核子数之比,比结合能越大,原子核分解成核子需要的能量越大,原子核越稳定,选项C正确;一个处于n=6的激发态的氢原子向低能级跃迁时最多能辐射出(6-1)即5种不同频率的光,选项D 正确.答案:CD7.(多选)(2019·安徽宣城二次调研)下列四幅图涉及不同的物理知识,其中说法正确的是( )A.图甲:卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果,发现了质子和中子B.图乙:用中子轰击铀核使其发生裂变,链式反应会释放出巨大的核能C.图丙:玻尔理论指出氢原子能级是分立的,所以原子发射光子的频率也是不连续的D.图丁:汤姆孙通过电子的发现揭示了原子核内还有复杂结构解析:卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果,得出原子的核式结构模型,故A错误;用中子轰击铀核使其发生裂变,裂变反应会释放出巨大的核能,故B正确;玻尔理论指出氢原子能级是分立的,所以原子发射光子的频率也是不连续的,故C正确;汤姆孙通过电子的发现揭示了原子有一定结构,天然放射现象的发现揭示了原子核内还有复杂结构,故D错误.答案:BC8.(多选)(2019·哈尔滨六中二模)某半导体激光器发射波长为1.5×10-6m,功率为5.0×10-3 W的连续激光.已知可见光波长的数量级为10-7 m,普朗克常量h=6.63×10-34J·s,该激光器发出的( )A.是紫外线B.是红外线C.光子能量约为1.3×10-13 JD.光子数约为每秒3.8×1016个解析:波长的大小大于可见光的波长,属于红外线,故A错误,B正确.光子能量ε=h cλ=6.63×10-34×3×1081.5×10-6J=1.326×10-19 J,故C错误.每秒钟发出的光子数n=Ptε≈3.8×1016,故D正确.答案:BD9.(多选)(2019·广东珠海联考)下列说法正确的是( )A.α粒子散射实验说明原子内部具有核式结构B.在21H+31H→42He+X中,X表示质子C.重核的裂变和轻核的聚变都是质量亏损的放出核能过程D.一个氢原子从n=1能级跃迁到n=2能级,必需吸收光子解析:卢瑟福的α粒子散射实验说明原子的核式结构模型,故A正确.根据质量数与质子数守恒,可知,X的质量数是1,电荷数是0,表示中子,故B错误.重核的裂变和轻核的聚变都存在质量亏损,从而放出核能,故C正确.根据跃迁公式,可知,一个氢原子从n=1能级跃迁到n=2能级,必须吸收能量,可能是吸收光子,也可能是电子与其他的电子发生碰撞而吸收能量,故D错误.故选A、C.答案:AC[B组中难题目练通抓牢]10.(2019·天一大联考)如图所示为光电管的示意图,光照时两极间可产生的最大电压为0.5 V.若光的波长约为6×10-7 m,普朗克常量为h,光在真空中的传播速度为c,取hc=2×10-25J·m,电子的电荷量为1.6×10-19 C,则下列判断正确的是( )A.该光电管K极的逸出功大约为2.53×10-19 JB.当光照强度增大时,极板间的电压会增大C.当光照强度增大时,光电管的逸出功会减小D.若改用频率更大、强度很弱的光照射时,两极板间的最大电压可能会减小解析:该光电管K 极的逸出功大约为W 0=hc λ-Ue =2×10-256×10-7 J -0.5×1.6×10-19 J≈2.53×10-19 J ,选项A 正确;当光照强度增大时,极板间的电压不变,选项B 错误;光电管的逸出功由材料本身决定,与光照强度无关,选项C 错误;在光电效应中,根据光电效应方程知,E km =hν-W 0=eU ,改用频率更大的光照射,光电子的最大初动能变大,两极板间的最大电压变大,故D 错误;故选A.答案:A11.(2019·全国大联考)中国科学家吴宜灿获得2018年欧洲聚变核能创新奖,获奖理由:开发了一种新的基于CAD 的粒子传输软件,用于核设计和辐射安全计算.下列关于聚变的说法中,正确的是( )A .同样质量的物质裂变时释放的能量比同样质量的物质聚变时释放的能量大很多B .裂变过程有质量亏损,聚变过程质量有所增加C .核反应堆产生的能量来自轻核聚变D .聚变反应比裂变反应每个核子释放的平均能量一定大解析:同样质量的物质聚变时释放的能量比同样质量的物质裂变时释放的能量大很多,故A 错误;重核的裂变和轻核的聚变都会放出核能,根据爱因斯坦的质能方程E =mc 2,一定有质量亏损,故B 错误;核反应堆产生的能量来自重核裂变,故C 错误;在一次聚变反应中释放的能量不一定比裂变反应多,但平均每个核子释放的能量一定大,故D 正确.答案:D12.(2019·福建福州质检)研究光电效应现象的实验装置如图(a)所示,用光强相同的黄光和蓝光照射光电管阴极K 时,测得相应的遏止电压分别为U 1和U 2,产生的光电流I 随光电管两端电压U 的变化规律如图(b)所示.已知电子的质量为m ,电荷量为-e ,黄光和蓝光的频率分别为ν1和ν2,且ν1<ν2.则下列判断正确的是( )(a) (b)A .U 1>U 2B .图(b)中的乙线是对应黄光照射C .根据题述条件无法算出阴极K 金属的极限频率D .用蓝光照射时,光电子的最大初动能为eU 2解析:根据光电效应方程则有:E km1=hν1-W 0=eU 1,E km2=hν2-W 0=eU 2,由于蓝光的频率ν2大于黄光的频率ν1,则有U 1<U 2,所以图(b)中的乙线是对应蓝光照射;用蓝光照射时,光电子的最大初动能为eU 2,阴极K 金属的极限频率ν0=W 0h =ν2-eU 2h,故D 正确,A 、B 、C 错误.答案:D[C 组 探究创新从容应对]13.(2019·湖南衡阳联考)在匀强磁场中,一个原来静止的原子核,由于衰变放射出某种粒子,结果得到一张两个相切圆1和2的径迹照片如图所示,已知两个相切圆半径分别为r 1、r 2,则下列说法正确的是( )A .原子核可能发生α衰变,也可能发生β衰变B .径迹2可能是衰变后新核的径迹C .若衰变方程是238 92U→234 90Th +42He ,则衰变后新核和射出的粒子的动能之比为117∶2D .若衰变方程是238 92U→234 90Th +42He ,则r 1∶r 2=1∶45解析:原子核衰变过程系统动量守恒,由动量守恒定律可知,衰变生成的新核与粒子的动量方向相反,粒子速度方向相反,由左手定则可知,若生成的新核与粒子电性相反则在磁场中的轨迹为内切圆,若电性相同则在磁场中的轨迹为外切圆,故A 错误;核反应过程系统动量守恒,原子核原来静止,初动量为零,由动量守恒定律可知,原子核衰变生成的新核与粒子动量p 大小相等,方向相反,粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律得:qvB =m v 2r ,解得:r =mv qB =p qB,由于p 、B 相同,则电荷量q 越大,轨道半径越小,由于新核的电荷量大,所以新核的半径小于粒子的轨道半径,所以r 2为粒子的运动轨迹,故B 错误;核反应过程系统动量守恒,原子核原来静止,初动量为零,由动量守恒定律可知,原子核衰变生成的新核与粒子动量p 大小相等,方向相反,由动能与动量的关系E k =p 22m,所以动能之比等于质量的反比,即为2∶117,故C 错误;由B 项分析知,r 1∶r 2=2∶90=1∶45,故D 正确.答案:D14.(多选)(2019·西南名校联盟联考)如图为英国物理学家查德威克发现中子的实验示意图,利用钋(210 84Po)衰变放出的α粒子轰击铍(94Be)时产生了未知射线.查德威克曾用这种射线分别轰击氢原子(11H)和氮原子(14 7N),结果打出了一些氢核和氮核.他测量了被打出的氢核和氮核的速度,并认为速度最大的氢核和氮核是由未知射线中的粒子分别与它们发生弹性正碰的结果,设氢核的最大速度为v H ,氮核的最大速度为v N ,氢核和氮核在未被打出前可认为是静止的.查德威克运用能量和动量的知识推算了这种未知粒子的质量.设氢原子的质量为m ,以下说法正确的是( )A .钋的衰变方程为210 84Po→208 82Pb +42HeB .图中粒子A 是中子C .未知粒子的质量为14v N -v H v H -v Nm D .未知粒子的质量为14v N +v H v H -v Nm 解析:根据质量数和电荷数守恒可知,A 中的核反应是错误的,选项A 错误;根据题意可知,图中不可见粒子A 是中子,选项B 正确;氢原子的质量为m ,则氮核的质量为14m ,设未知射线粒子的质量为m 0,碰前速度为v 0,则由动量守恒和能量守恒可知:m 0v 0=m 0v 1+mv H ;12m 0v 20=12m 0v 21+12mv 2H ;联立解得:v H =2m 0v 0m 0+m ;同理未知射线与氮核碰撞时,氮核的速度:v N =2m 0v 0m 0+14m;由两式可得:m 0=14v N -v H v H -v Nm ,故选项C 正确,D 错误;故选B 、C. 答案:BC高中物理 第一章 单元高考过关[时间:45分钟 满分:100分]一、选择题(每小题5分,共50分)2017年清明小长假,人们纷纷走出户外祭扫、踏青、赏花、观光……全国大江南北掀起了节日旅游热,显示了中国传统文化的魅力。
2021年高考物理二轮复习专题六原子物理与物理学史第15讲原子与原子核练案202112182342限时:40分钟一、选择题(本题共12小题,其中1~9题为单选,10~12题为多选)1.(2020·四川省凉山州高三第三次诊断试题)关于近代物理学,下列说法正确的是( A )A .氢核聚变过程开释能量,一定相伴着质量亏损B .放射性物质的半衰期受环境温度的阻碍C .α粒子散射实验揭示了原子核是可分的D .能量为 4.0eV 的光子射到某一金属表面时,从金属表面逸出的电子最大初动能为0.5eV ,为使该金属发生光电效应,入射光的能量能够为1.5eV[解析] 依照爱因斯坦质能方程ΔE =Δmc 2,聚变过程开释能量,一定相伴着质量亏损,故A 正确;放射性物质的半衰期与一切物理变化,化学变化无关,故B 错误;α粒子散射实验揭示了原子的核式结构模型,天然放射现象揭示了原子核是可分的,故C 错误;依照E k =hν-hν0,hν0=4.5eV -1.5eV =3eV ,可知为使该金属发生光电效应,入射光的能量要大于3eV 。
2.(2020·福建省莆田市高三下学期模拟)下列说法正确的是( C )A .组成原子核的核子越多,原子核越稳固B .238 92U 衰变为22286Rn 通过2次α衰变、4次β衰变C .诊断甲状腺疾病时,给病人注射放射性同位素的目的是将其作为示踪原子D .结合能越大,原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳固[解析] 原子比结合能越大,原子核越稳固,核子越多的原子核不一定稳固,选项A错误;因为β衰变时质量数不变,因此α衰变的次数n =238-2224=4,在α衰变的过程中电荷数总共少4×2=8,则β衰变的次数m =8-92-861=2,故B 错误;诊断甲状腺疾病时,给病人注射放射性同位素的目的是将其作为示踪原子,选项C 正确;比结合能越大,原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳固,选项D 错误;故选C 。
·经典物理★伽利略(意大利物理学家)贡献:①发现摆的等时性②物体下落过程中的运动情况与物体的质量无关③伽利略的理想斜面实验:将实验与逻辑推理结合在一起探究科学真理的方法为物理学的研究开创了新的一页(发现了物体具有惯性,同时也说明了力是改变物体运动状态的原因,而不是使物体运动的原因)经典题目伽利略根据实验证实了力是使物体运动的原因(错)伽利略认为力是维持物体运动的原因(错)伽俐略首先将物理实验事实和逻辑推理(包括数学推理)和谐地结合起来(对)伽利略根据理想实验推论出,如果没有摩擦,在水平面上的物体,一旦具有某一个速度,将保持这个速度继续运动下去(对)★胡克(英国物理学家)贡献:胡克定律经典题目胡克认为只有在一定的条件下,弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比(对)★牛顿(英国物理学家)贡献:①牛顿在伽利略、笛卡儿、开普勒、惠更斯等人研究的基础上,采用归纳与演绎、综合与分析的方法,总结出一套普遍适用的力学运动规律——牛顿运动定律和万有引力定律,建立了完整的经典力学(也称牛顿力学或古典力学)体系,物理学从此成为一门成熟的自然科学②经典力学的建立标志着近代自然科学的诞生经典题目牛顿发现了万有引力,并总结得出了万有引力定律,卡文迪许用实验测出了引力常数(对)牛顿认为力的真正效应总是改变物体的速度,而不仅仅是使之运动(对)牛顿提出的万有引力定律奠定了天体力学的基础(对)★卡文迪许贡献:测量了万有引力常量典型题目牛顿第一次通过实验测出了万有引力常量(错)卡文迪许巧妙地利用扭秤装置,第一次在实验室里测出了万有引力常量的数值(对)★亚里士多德(古希腊)观点:①重的物理下落得比轻的物体快②力是维持物体运动的原因经典题目亚里士多德认为物体的自然状态是静止的,只有当它受到力的作用才会运动(对)★开普勒(德国天文学家)贡献:开普勒三定律开普勒第一定律,也称椭圆定律;也称轨道定律:每一个行星都沿各自的椭圆轨道环绕太阳,太阳则处在椭圆的一个焦点中。
物理学史教案
【教案】物理学史
【教学目标】
1. 了解物理学的发展历史。
2. 掌握物理学史中重要科学家和其研究内容。
3. 能够分析物理学史对现代物理学的影响。
【教学内容】
1. 物理学的发展历史概述
2. 牛顿力学
3. 电磁学的发展
4. 原子物理学的发展
5. 现代物理学的发展
【教学过程】
1. 物理学的发展历史概述
(1)为什么要学习物理学史
(2)物理学的诞生及其发展概况
2. 牛顿力学
(1)牛顿的生平及其科学成就
(2)牛顿三大定律
(3)牛顿力学的意义
3. 电磁学的发展
(1)法拉第及其电磁感应定律
(2)迈克尔逊和莫雷的光速实验
(3)马克斯韦方程组
4. 原子物理学的发展
(1)道尔顿的原子学说及其不足
(2)汤姆逊发现电子
(3)卢瑟福的金箔实验
5. 现代物理学的发展
(1)相对论
(2)量子力学
(3)宇宙学和天体物理学
【教学方法】
1. 讲授法
2. PPT演示
3. 互动讨论
【教学评估】
1. 对物理学发展历史的理解和概述。
2. 掌握物理学史中的科学家和其研究内容。
3. 理解物理学史对现代物理学的影响。
【教学素材】
1. 物理学发展的历程图。
2. 牛顿力学三大定律的演示图。
3. 电磁学发展的历程图。
4. 原子物理学的实验演示图。
5. 现代物理学的理论图解。
高三原子物理物理学史高三原子物理物理学史原子物理学是物理学中的一个重要分支,它研究物质的基本组成单位——原子以及其内部结构和性质。
高三学生在学习物理时,会接触到原子物理学的基本概念和原理。
因此,了解原子物理学的发展历史,对于加深对这一学科的理解和应用非常有帮助。
原子物理学的起源可以追溯到古希腊时期,哲学家们就对原子的存在和性质进行了思考。
然而,直到19世纪末,原子的实际存在才得到了证实。
英国物理学家约瑟夫·约翰·汤姆逊的电子云模型是原子结构研究的重要突破。
他的实验观察到了电子的存在,并提出了“面包糠模型”,即原子内部由带负电的电子环绕着一个带正电的核构成。
这一模型为后来的原子结构理论奠定了基础。
随着科技的不断发展,人们对原子内部结构的了解也不断深入。
在20世纪初,欧内斯特·卢瑟福提出了著名的金箔实验,通过他的实验证实了原子的大部分质量集中在一个非常小而致密的核内。
这一实验结果推翻了汤姆逊的原子模型,促进了原子核物理学的发展。
在原子核物理学的基础上,量子力学的发展也对原子物理学的进展产生了重大影响。
早在20世纪初,马克斯·普朗克提出了能量量子化的概念,而后薛定谔方程的建立和玻尔模型的提出为原子物理学的研究提供了新的思路。
量子力学的发展使得研究者们对原子的能级结构、光谱和辐射现象有了更深入的理解,为原子物理学的实验研究提供了更精确的预测。
随着科学技术的不断进步,原子物理学的研究也不断深入。
发现了更多的基本粒子,比如质子、中子和电子,对原子核的结构和相互作用有了更全面的认识。
同时,先进的实验技术和精确的测量方法使得研究者们能够更加准确地观察和测量原子内部的微观现象。
总的来说,高三的学生们应该了解原子物理学的发展历史,从古代哲学家的思考到现代科学家的实验与理论,这一学科的进展过程中凝结着科学家们的智慧和努力。
了解原子物理学的历史,可以帮助学生更好地理解物理学的基本原理和概念,并培养其对科学研究的兴趣和探索精神。
物理学史和原子物理(共8页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--必修部分:(必修1、必修2)一、力学:1、1638年,意大利物理学家伽利略在《两种新科学的对话》中用科学推理论证重物体与轻物体下落一样快;并在比萨斜塔做了两个不同质量的小球下落的实验,证明了她的观点就是正确的,推翻了古希腊学者亚里士多德的观点(即:质量大的小球下落快就是错误的);2、1654年,德国的马德堡市做了一个轰动一时的实验——马德堡半球实验;3、1687年,英国科学家牛顿在《自然哲学的数学原理》著作中提出了三条运动定律(即牛顿三大运动定律)。
4、17世纪,伽利略通过构思的理想实验指出: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;得出结论:力就是改变物体运动的原因,推翻了亚里士多德的观点:力就是维持物体运动的原因。
同时代的法国物理学家笛卡儿进一步指出:如果没有其它原因,运动物体将继续以同速度沿着一条直线运动,既不会停下来,也不会偏离原来的方向。
5、英国物理学家胡克对物理学的贡献:胡克定律;经典题目:胡克认为只有在一定的条件下,弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比(对)6、1638年,伽利略在《两种新科学的对话》一书中,运用观察-假设-数学推理的方法,详细研究了抛体运动。
17世纪,伽利略通过理想实验法指出: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;同时代的法国物理学家笛卡儿进一步指出:如果没有其它原因,运动物体将继续以同速度沿着一条直线运动,既不会停下来,也不会偏离原来的方向。
7、人们根据日常的观察与经验,提出“地心说”,古希腊科学家托勒密就是代表;而波兰天文学家哥白尼提出了“日心说”,大胆反驳地心说。
8、17世纪,德国天文学家开普勒提出开普勒三大定律;9、牛顿于1687年正式发表万有引力定律;1798年英国物理学家卡文迪许利用扭秤实验装置比较准确地测出了引力常量;10、1846年,英国剑桥大学学生亚当斯与法国天文学家勒维烈(勒维耶)应用万有引力定律,计算并观测到海王星,1930年,美国天文学家汤苞用同样的计算方法发现冥王星。
原子的物理知识点总结一、原子的历史1. 原子的起源和发展古代人们对原子的概念最早可以追溯到古希腊时期。
古希腊哲学家德谟克利特认为宇宙是由原子构成的,这种叫做“原子论”的哲学思想对后来化学、物理学的发展产生了深远的影响。
公元前5世纪,古希腊哲学家德谟克利特提出了原子理论,他认为世界上的一切物质都是由不可分割的原子组成的。
公元前4世纪,古希腊哲学家柏拉图和亚里士多德分别论述了原子学说,使原子学说得到发展。
17世纪,英国科学家伽利略和泰勒独立提出了原子理论。
1803年,英国科学家道尔顿提出了原子假说,并提出了道尔顿原子论。
19世纪末,英国科学家汤姆逊发现了电子,为原子结构的研究奠定了基础。
20世纪初,爱因斯坦和布朗尼根发现原子运动规律。
2. 原子的实质古时候,人们认为原子是世界上的最小粒子,因此名称“原子”。
20世纪初,随着量子力学的发展,人们逐渐认识到原子是由更小的粒子组成的。
至今为止,已经证明原子是由质子、中子和电子组成的。
质子和中子构成原子的核,电子绕核运动。
质子的电荷为正电荷,中子没有电荷,电子的电荷为负电荷。
质子和中子的质量大致相等,约为1.67×10^-27千克,而电子的质量比质子和中子小很多,约为9.11×10^-31千克。
在原子中,电子的质量可以忽略不计,因此原子的质量主要来自于质子和中子。
3. 原子的结构原子的结构是由实验证实的。
经典的原子结构模型是由英国科学家汤姆逊提出的,称为“西瓜核模型”。
这个模型认为原子是一个带正电的基底,电子均匀分布在其中,就像西瓜核和果肉一样。
然而,经过实验证实,汤姆逊的模型是不正确的。
20世纪初,英国科学家卢瑟福发现了原子的核,并提出了“卢瑟福核模型”。
这个模型认为原子是由一个带正电的核和围绕核运动的电子组成的。
电子围绕核运动的轨道上,根据不同能级排列。
根据量子力学理论,电子的位置是不确定的,只能给出概率分布。
因此,电子云模型认为电子不是沿着确定轨道运动的,而是以一定概率分布在原子核周围。
---- 一、力学(伽利略、开普勒、胡克、牛顿、卡文迪许)伽利略:推翻亚里士多德的两个错误观点质量大的物体下落的快力是维持运动的原因开普勒:开普勒三大定律(行星运动)胡克:胡克定律,即弹簧的F=k x牛顿:三大运动定律:(万有引力定律:顾名思义万能的)卡文迪许:用扭杆测出了引力常量G,被称为“第一个称出地球质量的人”二、静电(库伦)库伦:利用扭杆发现库伦定律,并测出静电力常量K三、电流 (焦耳、欧姆)焦耳定律:电流的热效应,电现象与热现象的联系,即Q=I 2Rt欧姆定律:即 I=U/R电阻定律:即 R= ρL/S四、磁与电(奥斯特、法拉第、楞次、安培、麦克斯韦、赫兹、劳伦兹)奥斯特:发现电流磁效应,即电生磁法拉第:发现电磁感应定律,即磁生电。
(另:第一个提出场的概念,用电场线表示电场。
)楞次:确定感应电流方向的定律——楞次定律(包括右手定则)。
安培:总结出安培定则(右手螺旋定则)和左手定则。
(另:提出分子电流的假说,解释磁现象。
)麦克斯韦:提出了电磁场理论,预言了电磁波的存在,指出光是一种电磁波。
赫兹:用实验证实了电磁波的存在,并测定了电磁波的传播速度等于光速。
劳伦兹:发明了回旋加速器五、原子物理(汤姆生、卢瑟福、查德威克、波尔、爱因斯坦、伦琴)汤姆生:利用阴极射线管发现了电子,指出阴极射线是电子流。
提出原子的枣糕(面包葡萄干)模型。
卢瑟福:α粒子(氦核)散射实验,并提出了原子的核式结构模型。
(另:用ɑ 粒子轰击氮核发现质子)查德威克:用α粒子轰击钹发现中子波尔:提出原子结构的量子化轨道模型,最先得出氢原子能级表达式,成功解释了氢原子的电磁波谱。
爱因斯坦:提出光子说,成功地解释了光电效应规律。
伦琴:发现 X 射线(伦琴射线)六、爱因斯坦的狭义相对论——两假设(原理);四结论相对性原理——不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的;光速不变原理——不同的惯性参考系中,光在真空中的速度一定是 c 不变。
物理学中的原子理论发展随着时间的推移,物理学中的原子理论在不断发展和演变。
原子理论首先由古希腊哲学家提出,经过数个世纪的探索和实验,逐渐形成了现代物理学中对原子结构和性质的深入理解。
本文将介绍原子理论的发展历程,从古希腊哲学开始,到量子力学的诞生,再到现代原子物理的新进展。
古希腊哲学家德谟克利特是原子理论的先驱之一。
公元前5世纪,他认为世界是由原子组成的,这些原子是不可分割的、永恒存在的基本单位。
然而,古希腊时期的原子理论并没有得到广泛接受和研究,直到19世纪初期,约翰·道尔顿的实验证实了物质是由原子组成的。
道尔顿的原子理论被广泛接受并奠定了化学的基础。
他认为原子是质量恒定、具有不同质量的微小粒子,化学反应是由原子之间的排列和组合引起的。
道尔顿的理论对原子结构的理解提供了重要的线索,但并没有解释原子内部的结构和行为。
随着科技的发展和实验的进展,原子理论得到了进一步的深入研究。
19世纪末至20世纪初,物理学家汤姆生、朗缪尔等人通过阴极射线实验证实了原子的构成。
他们发现了电子,这是一种带负电的基本粒子,存在于原子的外部。
这一发现推动了原子理论的大规模发展。
根据通过实验证据得到的原始模型,物理学家约翰·卢瑟福提出了著名的卢瑟福模型。
他认为原子由一个紧密集中的带正电的核心和围绕核心运动的电子组成。
这一模型解释了为什么原子稳定,同时也揭示了原子内部结构的一些基本特征。
然而,卢瑟福模型并不能解释原子光谱的复杂特征。
为了解决这个问题,物理学家尼尔斯·玻尔提出了玻尔模型。
他基于量子力学的原理,将电子视为具有能量量子的粒子。
玻尔模型成功地解释了氢原子光谱的规律,并且成为了后来量子力学发展的重要基础。
量子力学的诞生标志着原子理论的一个重大进展。
20世纪20年代,物理学家们通过实验和理论计算发现了具有微观粒子性质的电子运动行为。
他们发现,电子的运动不是连续的,而是通过一系列离散的能级来描述的。
必修部分:(必修1、必修2)一、力学:1、1638年,意大利物理学家伽利略在《两种新科学的对话》中用科学推理论证重物体与轻物体下落一样快;并在比萨斜塔做了两个不同质量的小球下落的实验,证明了她的观点就是正确的,推翻了古希腊学者亚里士多德的观点(即:质量大的小球下落快就是错误的);2、1654年,德国的马德堡市做了一个轰动一时的实验——马德堡半球实验;3、1687年,英国科学家牛顿在《自然哲学的数学原理》著作中提出了三条运动定律(即牛顿三大运动定律)。
4、17世纪,伽利略通过构思的理想实验指出: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;得出结论:力就是改变物体运动的原因,推翻了亚里士多德的观点:力就是维持物体运动的原因。
同时代的法国物理学家笛卡儿进一步指出:如果没有其它原因,运动物体将继续以同速度沿着一条直线运动,既不会停下来,也不会偏离原来的方向。
5、英国物理学家胡克对物理学的贡献:胡克定律;经典题目:胡克认为只有在一定的条件下,弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比(对)6、1638年,伽利略在《两种新科学的对话》一书中,运用观察-假设-数学推理的方法,详细研究了抛体运动。
17世纪,伽利略通过理想实验法指出: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;同时代的法国物理学家笛卡儿进一步指出:如果没有其它原因,运动物体将继续以同速度沿着一条直线运动,既不会停下来,也不会偏离原来的方向。
7、人们根据日常的观察与经验,提出“地心说”,古希腊科学家托勒密就是代表;而波兰天文学家哥白尼提出了“日心说”,大胆反驳地心说。
8、17世纪,德国天文学家开普勒提出开普勒三大定律;9、牛顿于1687年正式发表万有引力定律;1798年英国物理学家卡文迪许利用扭秤实验装置比较准确地测出了引力常量;10、1846年,英国剑桥大学学生亚当斯与法国天文学家勒维烈(勒维耶)应用万有引力定律,计算并观测到海王星,1930年,美国天文学家汤苞用同样的计算方法发现冥王星。
9、我国宋朝发明的火箭就是现代火箭的鼻祖,与现代火箭原理相同;但现代火箭结构复杂,其所能达到的最大速度主要取决于喷气速度与质量比(火箭开始飞行的质量与燃料燃尽时的质量比);俄国科学家齐奥尔科夫斯基被称为近代火箭之父,她首先提出了多级火箭与惯性导航的概念。
多级火箭一般都就是三级火箭,我国已成为掌握载人航天技术的第三个国家。
10、1957年10月,苏联发射第一颗人造地球卫星;1961年4月,世界第一艘载人宇宙飞船“东方1号”带着尤里加加林第一次踏入太空。
11、20世纪初建立的量子力学与爱因斯坦提出的狭义相对论表明经典力学不适用于微观粒子与高速运动物体。
12、17世纪,德国天文学家开普勒提出开普勒三定律;牛顿于1687年正式发表万有引力定律;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引力常量(体现放大与转换的思想);1846年,科学家应用万有引力定律,计算并观测到海王星。
选修部分:(选修3-1、3-2、3-3、3-4、3-5)二、电磁学:(选修3-1、3-2)13、1785年法国物理学家库仑利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律——库仑定律,并测出了静电力常量k的值。
14、1752年,富兰克林在费城通过风筝实验验证闪电就是放电的一种形式,把天电与地电统一起来,并发明避雷针。
15、1837年,英国物理学家法拉第最早引入了电场概念,并提出用电场线表示电场。
16、1913年,美国物理学家密立根通过油滴实验精确测定了元电荷e电荷量,获得诺贝尔奖。
17、1826年德国物理学家欧姆(1787-1854)通过实验得出欧姆定律。
18、1911年,荷兰科学家昂尼斯(或昂纳斯)发现大多数金属在温度降到某一值时,都会出现电阻突然降为零的现象——超导现象。
19、19世纪,焦耳与楞次先后各自独立发现电流通过导体时产生热效应的规律,即焦耳——楞次定律。
20、1820年,丹麦物理学家奥斯特发现电流可以使周围的小磁针发生偏转,称为电流磁效应。
21、法国物理学家安培发现两根通有同向电流的平行导线相吸,反向电流的平行导线则相斥,同时提出了安培分子电流假说;并总结出安培定则(右手螺旋定则)判断电流与磁场的相互关系与左手定则判断通电导线在磁场中受到磁场力的方向。
22、荷兰物理学家洛仑兹提出运动电荷产生了磁场与磁场对运动电荷有作用力(洛仑兹力)的观点。
23、英国物理学家汤姆生发现电子,并指出:阴极射线就是高速运动的电子流。
24、汤姆生的学生阿斯顿设计的质谱仪可用来测量带电粒子的质量与分析同位素。
25、1932年,美国物理学家劳伦兹发明了回旋加速器能在实验室中产生大量的高能粒子。
(最大动能仅取决于磁场与D形盒直径。
带电粒子圆周运动周期与高频电源的周期相同;但当粒子动能很大,速率接近光速时,根据狭义相对论,粒子质量随速率显著增大,粒子在磁场中的回旋周期发生变化,进一步提高粒子的速率很困难。
26、1831年英国物理学家法拉第发现了由磁场产生电流的条件与规律——电磁感应定律。
27、1834年,俄国物理学家楞次发表确定感应电流方向的定律——楞次定律。
28、1835年,美国科学家亨利发现自感现象(因电流变化而在电路本身引起感应电动势的现象),日光灯的工作原理即为其应用之一,双绕线法制精密电阻为消除其影响应用之一。
四、波动学(3-4):33、17世纪,荷兰物理学家惠更斯确定了单摆周期公式。
周期就是2s的单摆叫秒摆。
34、1690年,荷兰物理学家惠更斯提出了机械波的波动现象规律——惠更斯原理。
35、奥地利物理学家多普勒(1803-1853)首先发现由于波源与观察者之间有相对运动,使观察者感到频率发生变化的现象——多普勒效应。
【相互接近,f增大;相互远离,f减少】36、1864年,英国物理学家麦克斯韦发表《电磁场的动力学理论》的论文,提出了电磁场理论,预言了电磁波的存在,指出光就是一种电磁波,为光的电磁理论奠定了基础。
电磁波就是一种横波37、1887年,德国物理学家赫兹用实验证实了电磁波的存在,并测定了电磁波的传播速度等于光速。
38、1894年,意大利马可尼与俄国波波夫分别发明了无线电报,揭开无线电通信的新篇章。
39、1800年,英国物理学家赫歇耳发现红外线;1801年,德国物理学家里特发现紫外线;1895年,德国物理学家伦琴发现X射线(伦琴射线),并为她夫人的手拍下世界上第一张X射线的人体照片。
五、光学(3-4):40、1621年,荷兰数学家斯涅耳找到了入射角与折射角之间的规律——折射定律。
41、1801年,英国物理学家托马斯·杨成功地观察到了光的干涉现象。
42、1818年,法国科学家菲涅尔与泊松计算并实验观察到光的圆板衍射—泊松亮斑。
43、1864年,英国物理学家麦克斯韦预言了电磁波的存在,指出光就是一种电磁波;1887年,赫兹证实了电磁波的存在,光就是一种电磁波44、1905年,爱因斯坦提出了狭义相对论,有两条基本原理:①相对性原理——不同的惯性参考系中,一切物理规律都就是相同的;②光速不变原理——不同的惯性参考系中,光在真空中的速度一定就是c不变。
45、爱因斯坦还提出了相对论中的一个重要结论——质能方程式:。
46.公元前468-前376,我国的墨翟及其弟子在《墨经》中记载了光的直线传播、影的形成、光的反射、平面镜与球面镜成像等现象,为世界上最早的光学著作。
47.1849年法国物理学家斐索首先在地面上测出了光速,以后又有许多科学家采用了更精密的方法测定光速,如美国物理学家迈克尔逊的旋转棱镜法。
(注意其测量方法)48.关于光的本质:17世纪明确地形成了两种学说:一种就是牛顿主张的微粒说,认为光就是光源发出的一种物质微粒;另一种就是荷兰物理学家惠更斯提出的波动说,认为光就是在空间传播的某种波。
这两种学说都不能解释当时观察到的全部光现象。
六、相对论(3-4选做):49、物理学晴朗天空上的两朵乌云:①迈克逊-莫雷实验——相对论(高速运动世界), ②热辐射实验——量子论(微观世界);50、19世纪与20世纪之交,物理学的三大发现:X射线的发现,电子的发现,放射性的发现。
51、1905年,爱因斯坦提出了狭义相对论,有两条基本原理:①相对性原理——不同的惯性参考系中,一切物理规律都就是相同的;②光速不变原理——不同的惯性参考系中,光在真空中的速度一定就是c不变。
52、1900年,德国物理学家普朗克解释物体热辐射规律提出能量子假说:物质发射或吸收能量时,能量不就是连续的,而就是一份一份的,每一份就就是一个最小的能量单位,即能量子;53、激光——被誉为20世纪的“世纪之光”;七、波粒二象性(3-5选做):54、1900年,德国物理学家普朗克为解释物体热辐射规律提出:电磁波的发射与吸收不就是连续的,而就是一份一份的,把物理学带进了量子世界;受其启发1905年爱因斯坦提出光子说,成功地解释了光电效应规律,因此获得诺贝尔物理奖。
55、1922年,美国物理学家康普顿在研究石墨中的电子对X射线的散射时——康普顿效应,证实了光的粒子性。
(说明动量守恒定律与能量守恒定律同时适用于微观粒子)56、1913年,丹麦物理学家玻尔提出了自己的原子结构假说,成功地解释与预言了氢原子的辐射电磁波谱,为量子力学的发展奠定了基础。
57、1924年,法国物理学家德布罗意大胆预言了实物粒子在一定条件下会表现出波动性;58、1927年美、英两国物理学家得到了电子束在金属晶体上的衍射图案。
电子显微镜与光学显微镜相比,衍射现象影响小很多,大大地提高了分辨能力,质子显微镜的分辨本能更高。
八、原子物理学(3-5选做):59、1858年,德国科学家普里克发现了一种奇妙的射线——阴极射线(高速运动的电子流)。
60、1906年,英国物理学家汤姆生发现电子,获得诺贝尔物理学奖。
61、1913年,美国物理学家密立根通过油滴实验精确测定了元电荷e电荷量,获得诺贝尔奖。
62、1897年,汤姆生利用阴极射线管发现了电子,说明原子可分,有复杂内部结构,并提出原子的枣糕模型。
63、1909-1911年,英国物理学家卢瑟福与助手们进行了α粒子散射实验,并提出了原子的核式结构模型。
由实验结果估计原子核直径数量级为10 -15m。
1919年,卢瑟福用α粒子轰击氮核,第一次实现了原子核的人工转变,并发现了质子。
预言原子核内还有另一种粒子,被其学生查德威克于1932年在α粒子轰击铍核时发现,由此人们认识到原子核由质子与中子组成。
64、1885年,瑞士的中学数学教师巴耳末总结了氢原子光谱的波长规律——巴耳末系。
65、1913年,丹麦物理学家波尔最先得出氢原子能级表达式;66、1896年,法国物理学家贝克勒尔发现天然放射现象,说明原子核有复杂的内部结构。