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 <n bC .v a >v bD .v a <v b 光的折射 3.两种单色光由水中射向空气时发生全反射的临界角分别为θ1、θ2,已知1θ>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?( )光的折射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 ao ab 空气玻璃(A)10—17J (B)10—19J (C)10—21J (D)10—24 J7.(14分)1801年,托马斯·杨用双缝干涉实验研究了光波的性质.1834年,洛埃利用单面镜同样得到了杨氏干涉的结果(称洛埃镜实验).( )(1)洛埃镜实验的基本装置如图所示,S 为单色光源,M 为一平面镜.试用平面镜成像作图法在答题卡上画出S 经平面镜反射后的光与直接发出的光在光屏上相交的区域.(2)设光源S 到平面镜的垂直距离和到光屏的垂直距离分别为a 和L ,光的波长为λ,在光屏上形成干涉条纹.写出相邻两条亮纹(或暗纹)间距离Δx 的表达式.平面镜成像与 光的干涉 8.在下列各组的两个现象中都表现出光具有波动性的是( )A .光的折射现象、色散现象B .光的反射现象、干涉现象C .光的衍射现象、偏振现象D .光的直线传播现象、光电效应现象 波动性9.某光电管的阴极是用金属钾制成的,它的逸出功为2.21eV ,用波长为2.5×10-7m 的紫外线照射阴极,已知真空中光速为3.0×108m/s ,元电荷为1.6×10-19C ,普朗克常量为6.63×10-34J ·s ,求得钾的极限频率和该光电管发射的光电子的最大动能应分别是( ) A.5.3×1014H Z ,2.2J B.5.3×1014H Z ,4.4×10-19JC.3.3×1033H Z ,2.2J D.3.3×1033H Z ,4.4×10-19J光电效应 10.现用电子显微镜观测线度为d 的某生物大分子的结构。
为满足测量要求,将显微镜工作时电子的德布罗意波长设定为d /n ,其中n >1。
已知普朗克常量h .电子质量m 和电子电荷量e ,电子的初速度不计,则显微镜工作时电子的加速电压应为( ) A.222med h n B.313222⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛e n h md C.2222men h d D.2222med h n 物质波11. 部分电磁波的大致波长范围如图所示.若要利用缝宽与手指宽度相当的缝获得明显的衍射现象,可选用___________波段的电磁波,其原因是______________________。
( )衍射 12.如图所示,一束白光通过玻璃棱镜发生色散现象,下列说法正确的是( )A.红光的偏折最大,紫光的偏折最小B.红光的偏折最小,紫光的偏折最大C.玻璃对红光的折射率比紫光大D.玻璃中紫光的传播速度比红光大 光的折射 光的色散13.硅光电池是利用光电效应将光辐射的能量转化为电能。
若有N 个频率为ν的光子打在光电池极板上,这些光子的总能量为(h 为普朗克常数 )( )A .h νB .12h ν C .Nh ν D .2 Nh ν 光子说十六、光的反射和折射(几何光学)1.反射定律α=i {α;反射角,i:入射角}2.绝对折射率(光从真空中到介质)n=c/v=sin /sin {光的色散,可见光中红光折射率小,n:折射率,c:真空中的光速,v:介质中的光速, :入射角, :折射角}3.全反射:1)光从介质中进入真空或空气中时发生全反射的临界角C:sinC=1/n2)全反射的条件:光密介质射入光疏介质;入射角等于或大于临界角注:(1)平面镜反射成像规律:成等大正立的虚像,像与物沿平面镜对称;(2)三棱镜折射成像规律:成虚像,出射光线向底边偏折,像的位置向顶角偏移;(3)光导纤维是光的全反射的实际应用〔见第三册P12〕,放大镜是凸透镜,近视眼镜是凹透镜;4)熟记各种光学仪器的成像规律,利用反射(折射)规律、光路的可逆等作出光路图是解题关键;(5)白光通过三棱镜发色散规律:紫光靠近底边出射见十七、光的本性(光既有粒子性,又有波动性,称为光的波粒二象性)1.两种学说:微粒说(牛顿)、波动说(惠更斯)2.双缝干涉:中间为亮条纹;亮条纹位置: =nλ;暗条纹位置: =(2n+1)λ/2(n=0,1,2,3,、、、);条纹间距{ :路程差(光程差);λ:光的波长;λ/2:光的半波长;d两条狭缝间的距离;l:挡板与屏间的距离}3.光的颜色由光的频率决定,光的频率由光源决定,与介质无关,光的传播速度与介质有关,光的颜色按频率从低到高的排列顺序是:红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫(助记:紫光的频率大,波长小)4.薄膜干涉:增透膜的厚度是绿光在薄膜中波长的1/4,即增透膜厚度d=λ/45.光的衍射:光在没有障碍物的均匀介质中是沿直线传播的,在障碍物的尺寸比光的波长大得多的情况下,光的衍射现象不明显可认为沿直线传播,反之,就不能认为光沿直线传播6.光的偏振:光的偏振现象说明光是横波7.光的电磁说:光的本质是一种电磁波。