高中生物 第五章 人與環(huán)境 5.2 創(chuàng)造人與自然的和諧課件 蘇教版必修3 (263)

1、目目 錄錄 Contents考情精解讀考點(diǎn)1考點(diǎn)2考法3考法2考法1考法4考法5考法6方法1A.考點(diǎn)全通關(guān)B.題型全突破C.能力大提升方法2考點(diǎn)3方法3考情精解讀考綱解讀命題趨勢命題規(guī)律考情精解讀1 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核1 考試大綱氫原子光譜 氫原子的能級結(jié)構(gòu)、能級公式 原子核的組成、放射性、原子核的衰變、半衰期 放射性同位素 核力、核反應(yīng)方程 結(jié)合能、質(zhì)量虧損 裂變反應(yīng)和聚變反應(yīng)、裂變反應(yīng)堆 射線的危害和防護(hù) 光電效應(yīng) 愛因斯坦光電效應(yīng)方程 考綱解讀命題趨勢命題規(guī)律考情精解讀2 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核2 知識體系構(gòu)建考綱解讀命題規(guī)律考情精解讀3命

2、題趨勢 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核考點(diǎn)考點(diǎn)2016全國全國2015全國全國2014全國全國自主命題地區(qū)自主命題地區(qū)光電效應(yīng)、波粒二光電效應(yīng)、波粒二象性象性【50%】全國,35(1),5分全國,35(1),5 分 全國,35(1),5分 2015江蘇,12C(1),4分 2014江蘇,12C(1),4分 原子結(jié)構(gòu)、氫原子原子結(jié)構(gòu)、氫原子光譜光譜【30%】 全國,35(1),5分 2016北京,1,6分2016上海,1,2分2014天津,6,6分考綱解讀命題規(guī)律考情精解讀4命題趨勢 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核天然放射現(xiàn)象、核天然放射現(xiàn)象、核反應(yīng)、核能反應(yīng)、核能【

3、30%】全國全國,35(1),5分分全國全國,35(1),5分分全國全國,35(1),6分分2016江蘇江蘇,12C(1),4分分2016上海上海,6,2分分2015上海上海,5,2分分2015北京北京,14,6分分2014上海上海,2,2分分2014北京北京,14,6分分考綱解讀命題規(guī)律考情精解讀5返回目錄1.熱點(diǎn)預(yù)測熱點(diǎn)預(yù)測光電效應(yīng)現(xiàn)象、愛因斯坦光電效應(yīng)方程及光電效應(yīng)現(xiàn)象中的圖像問題,原子躍遷及能級問題,核反應(yīng)方程、核能的計(jì)算等將是今后高考中考查的重點(diǎn)和熱點(diǎn).題型為選擇題、填空題,分值為6分左右.2.趨勢分析趨勢分析本專題以經(jīng)典物理理論和最新科技成果為背景命題的趨勢較強(qiáng),應(yīng)予以關(guān)注.命題趨

4、勢 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核考點(diǎn)全通關(guān)考點(diǎn)全通關(guān)1考點(diǎn)1光電效應(yīng)波粒二象性繼續(xù)學(xué)習(xí) 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核一、光本性學(xué)說的發(fā)展簡史學(xué)說名稱微粒說波動說電磁說光子說波粒二象性代表人物牛頓惠更斯麥克斯韋愛因斯坦公認(rèn)實(shí)驗(yàn)依據(jù)光的直線傳播、光的反射光的干涉、衍射能在真空中傳播,是橫波,光速等于電磁波速光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)光既有波動現(xiàn)象,又有粒子特征內(nèi)容要點(diǎn)光是一群彈性粒子光是一種機(jī)械波光是一種電磁波光是由一份一份光子組成的光是具有電磁本性的物質(zhì),既有波動性,又有粒子性考點(diǎn)全通關(guān)2二、光電效應(yīng)現(xiàn)象1.光電效應(yīng):在光(包括不可見光)的照射下,從物體發(fā)射出電子的現(xiàn)象

5、稱為光電效應(yīng).發(fā)射出來的電子叫作光電子.2.光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律(1)存在飽和光電流大于極限頻率的光照射金屬時,飽和光電流的強(qiáng)度(反映單位時間內(nèi)發(fā)射出的光電子數(shù)的多少)與入射光強(qiáng)度成正比. 光電流與飽和光電流是兩個不同的物理量.光電流是光電子在電路中形成的電流,而飽和光電流是在一定頻率和強(qiáng)度的光照射下的最大光電流. 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核繼續(xù)學(xué)習(xí)考點(diǎn)全通關(guān)3 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核繼續(xù)學(xué)習(xí)考點(diǎn)全通關(guān)4 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核繼續(xù)學(xué)習(xí)3.對光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)規(guī)律的理解實(shí)驗(yàn)規(guī)律實(shí)驗(yàn)規(guī)律理解理解存在極限頻率存在極限頻率c光電子的最大初動光電子

6、的最大初動能隨著入射光頻率能隨著入射光頻率的增大而增大的增大而增大,與與入射光的強(qiáng)度無關(guān)入射光的強(qiáng)度無關(guān)電子吸收光子能量后,一部分克服阻礙作用做功,剩余部分轉(zhuǎn)化為光電子的初動能,只有從金屬表面飛出的光電子才具有最大初動能,對于確定的金屬,W0是一定的,故光電子的最大初動能只隨入射光頻率的增大而增大考點(diǎn)全通關(guān)5 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核繼續(xù)學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)規(guī)律實(shí)驗(yàn)規(guī)律理解理解具有瞬時性具有瞬時性光照射金屬時,電子吸收一個光子的能量后,動能立即增大,不需要能量積累的過程入射光越強(qiáng)入射光越強(qiáng),飽飽和光電流越大和光電流越大入射光越強(qiáng),單位時間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)越多,因而飽和光電流越大考點(diǎn)全通

7、關(guān)6 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核繼續(xù)學(xué)習(xí)4.逸出功: 從金屬表面直接飛出的光電子克服正電荷引力所做的功,叫作該金屬的逸出功.三、愛因斯坦光電效應(yīng)方程1.光子說(1)量子論1900年,德國物理學(xué)家普朗克提出:電磁波的發(fā)射和吸收是 不連續(xù)的,是一份一份的,每一份電磁波的能量為E=h.(2)光子說1905年,愛因斯坦提出:空間傳播的光也是 不連續(xù)的,是一份一份的,每一份稱為一個光子,光子具有的能量與光的頻率成正比,即E=h,其中h為普朗克常量,h=6.6310-34 Js.考點(diǎn)全通關(guān)7 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核繼續(xù)學(xué)習(xí)2.愛因斯坦光電效應(yīng)方程(1)表達(dá)式: Ek

8、=h-W0或 h=Ek+W0,式中Ek是光電子的最大初動能,W0是逸出功.(2)物理意義:金屬表面的電子吸收一個光子獲得的能量是h,這些能量的一部分用于克服金屬的逸出功W0,剩下的部分能量表現(xiàn)為逸出后電子的初動能Ek.考點(diǎn)全通關(guān)8 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核繼續(xù)學(xué)習(xí)四、康普頓效應(yīng)概念當(dāng)光入射到物質(zhì)上被散射后,在散射波中,除有與入射波的波長相同的射線外,還有波長比入射波的波長更長的射線.人們把這種波長變化的現(xiàn)象叫作康普頓效應(yīng)解釋在康普頓效應(yīng)中,入射光的光子與物質(zhì)中的自由電子發(fā)生彈性碰撞,碰撞中滿足動量守恒與能量守恒,光子的一部分能量傳遞給電子,從而引起被散射光子的能量減小,頻率

9、減小,波長變長意義(1)證明了愛因斯坦光子說的正確性(2)提示了光子不僅具有能量,還具有動量(3)揭示了光具有粒子性的一面(4)證實(shí)了在微觀粒子的單個碰撞事件中動量守恒定律和能量守恒定律仍然成立考點(diǎn)全通關(guān)9 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核繼續(xù)學(xué)習(xí)考點(diǎn)全通關(guān)10 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核繼續(xù)學(xué)習(xí)五、光的波粒二象性物質(zhì)波1.光的波粒二象性(1)光的干涉、衍射、偏振現(xiàn)象證明光具有波動性.(2)光電效應(yīng)說明光具有粒子性.(3)光既具有波動性,又具有粒子性,稱為光的波粒二象性.考點(diǎn)全通關(guān)11 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核繼續(xù)學(xué)習(xí)1.光的波粒二象性 實(shí)驗(yàn)基

10、礎(chǔ)表現(xiàn)說明光的波動性干涉和衍射光是一種概率波,即光子在空間各點(diǎn)出現(xiàn)的可能性大小(概率)可用波動規(guī)律來描述大量的光子在傳播時,表現(xiàn)出波的性質(zhì)光的波動性是光子本身的一種屬性,不是光子之間相互作用產(chǎn)生的光的波動性不同于宏觀觀念的波考點(diǎn)全通關(guān)12 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核繼續(xù)學(xué)習(xí)光的粒 子性光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)當(dāng)光同物質(zhì)發(fā)生作用時,這種作用是“一份一份”進(jìn)行的,表現(xiàn)出粒子的性質(zhì)少量或個別光子清楚地顯示出光的粒子性粒子的含義是“不連續(xù)”、“一份一份”的光子不同于宏觀觀念的粒子波動性和粒子性的對立、統(tǒng)一 大量光子易顯示出波動性,而少量光子易顯示出粒子性波長長(頻率低)的光波動性強(qiáng),而波

11、長短(頻率高)的光粒子性強(qiáng)光子說并未否定波動說,E=h=hc/中,和就是波的概念波和粒子在宏觀世界是不能統(tǒng)一的,而在微觀世界卻是統(tǒng)一的考點(diǎn)全通關(guān)13 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核繼續(xù)學(xué)習(xí)2.物質(zhì)波經(jīng)典粒子與經(jīng)典波經(jīng)典粒子任意時刻有確定的位置和速度以及時空中間確定的軌道,是經(jīng)典物理學(xué)中粒子運(yùn)動的基本特征經(jīng)典波具有波長和頻率,即在空間與時間上具有周期性物質(zhì)波概率波在現(xiàn)代物理中,微觀粒子的運(yùn)動不具有確定的位置和動量,沒有軌跡的概念.某時刻粒子在空間任一點(diǎn)都有可能出現(xiàn),只是在不同位置出現(xiàn)的概率不同.粒子在空間出現(xiàn)的概率遵從波動規(guī)律,這種波就稱為概率波考點(diǎn)全通關(guān)14 物理 專題13 波粒

12、二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核返回目錄不確定關(guān)系備注(1)宏觀物體觀察不到其波動性的原因是其波長太短,波動性太弱(2)物質(zhì)波是概率波(3)光波也是概率波(4)對于光,先有波動理論(和),其后在量子理論中引入了光子的能量E和動量p來補(bǔ)充它的粒子性.對于實(shí)物粒子,則先有粒子概念(E和p),再引用德布羅意波的概念來補(bǔ)充它的波動性考點(diǎn)全通關(guān)15 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核繼續(xù)學(xué)習(xí)考點(diǎn)2原子結(jié)構(gòu)氫原子光譜一、湯姆孫原子模型陰極射線產(chǎn)生在研究氣體導(dǎo)電的玻璃管內(nèi)有陰、陽兩極.當(dāng)兩極間加一定電壓時,陰極便發(fā)出一種射線,這種射線為陰極射線特點(diǎn)轟擊熒光物質(zhì)時能使其發(fā)光組成電子流電子質(zhì)量9.109 38

13、9 710-31 kg電荷量1.602 177 33(49)10-19 C比荷1.81011 C/kg發(fā)現(xiàn)1897年,英國物理學(xué)家湯姆孫測出了陰極射線粒子的比荷,斷定它是帶負(fù)電的粒子,后來被稱為電子考點(diǎn)全通關(guān)16 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核繼續(xù)學(xué)習(xí)電子意義電子是人類發(fā)現(xiàn)的第一個比原子小的粒子.電子的發(fā)現(xiàn),打破了原子不可再分的傳統(tǒng)觀念,使人們認(rèn)識到原子不是組成物質(zhì)的最小微粒,原子本身也有內(nèi)部結(jié)構(gòu).從此,原子物理學(xué)飛速發(fā)展,人們對物質(zhì)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識進(jìn)入了一個新時代密立根實(shí)驗(yàn)電子電荷的精確測定是在19091913年間由美國科學(xué)家密立根通過著名的“油滴實(shí)驗(yàn)”測出的密立根實(shí)驗(yàn)更重要的發(fā)現(xiàn)是

14、:電荷是量子化的,即任何帶電體所帶電荷量只能是e的整數(shù)倍考點(diǎn)全通關(guān)17 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核繼續(xù)學(xué)習(xí)二、粒子散射實(shí)驗(yàn)與盧瑟福核式結(jié)構(gòu).時間19091911年人員英籍物理學(xué)家盧瑟福及其學(xué)生裝置現(xiàn)象絕大多數(shù)粒子穿過金箔后仍沿原來的方向前進(jìn),但少數(shù)粒子發(fā)生了較大角度的偏轉(zhuǎn),并且有極少數(shù)粒子的偏轉(zhuǎn)超過了90,有的幾乎達(dá)到180四個關(guān)鍵詞:“絕大多數(shù)”“少數(shù)”“極少數(shù)”“有的”考點(diǎn)全通關(guān)18 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核繼續(xù)學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)粒子散射實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ屠碚撛谠拥闹行挠幸粋€很小的核,叫原子核,原子的全部正電荷和幾乎全部的質(zhì)量都集中在原子核里,帶負(fù)電的電子在核外空間

15、繞核旋轉(zhuǎn)模型特點(diǎn)(1)核很小,原子直徑的數(shù)量級約為10-10m,而核直徑的數(shù)量級只有10-15m(2)核很重,原子的質(zhì)量幾乎全部集中在核里(3)庫侖力作為電子繞核旋轉(zhuǎn)的向心力意義明確了原子結(jié)構(gòu)的空間分布、質(zhì)量分布、電荷分布考點(diǎn)全通關(guān)19 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核繼續(xù)學(xué)習(xí)對散射結(jié)果的解釋按照核式結(jié)構(gòu)模型,由于原子核很小,大部分粒子穿過金箔時都離核很遠(yuǎn),受到的斥力很小,它們的運(yùn)動幾乎不受影響;只有極少數(shù)粒子從原子核附近飛過,明顯地受到原子核的庫侖斥力作用而發(fā)生大角度的偏轉(zhuǎn)1.核外電子不會使粒子的速度發(fā)生明顯改變.2.湯姆孫模型不能解釋粒子的大角度散射.3.絕大多數(shù)粒子沿直線穿過

16、金箔,說明原子中絕大部分是空的;少數(shù)粒子發(fā)生較大角度偏轉(zhuǎn),反映了原子內(nèi)部集中存在著對粒子有斥力的正電荷;極少數(shù)粒子甚至被“撞了回來”,反映了個別粒子正對著質(zhì)量比粒子大得多的物體運(yùn)動時,受到該物體很大的斥力作用. 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核考點(diǎn)全通關(guān)20繼續(xù)學(xué)習(xí)考點(diǎn)全通關(guān)21 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核三、原子的核式結(jié)構(gòu)模型1.原子的核式結(jié)構(gòu)模型:在原子的中心有一個很小的核,叫原子核,原子的 所有正電荷和 幾乎所有質(zhì)量都集中在原子核里,帶負(fù)電的電子在核外繞核旋轉(zhuǎn). 原子的核式結(jié)構(gòu)模型的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)是粒子散射實(shí)驗(yàn),根據(jù)粒子散射的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可以估算出原子核半徑的數(shù)量級

17、為10-15 m,而原子半徑的數(shù)量級為 10-10 m.2.核式結(jié)構(gòu)模型的局限性:盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)模型能夠很好地解釋粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,但不能解釋原子光譜是特征光譜和原子的穩(wěn)定性. 繼續(xù)學(xué)習(xí)考點(diǎn)全通關(guān)22 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核四、光譜繼續(xù)學(xué)習(xí)定義用光柵或棱鏡可以把各種顏色的光按波長展開,獲得光的波長(頻率)和強(qiáng)度分布的記錄,即光譜分類發(fā)射光譜發(fā)光物體直接產(chǎn)生的光譜連續(xù)譜特點(diǎn)連續(xù)分布的包含從紅光到紫光各種色光的光譜產(chǎn)生由熾熱的固體、液體,高壓氣體產(chǎn)生線狀譜特點(diǎn)只含有一些不連續(xù)的亮線的光譜,又稱為原子光譜產(chǎn)生由單原子的稀薄氣體或金屬蒸氣產(chǎn)生帶狀譜特點(diǎn)由一系列光譜帶組成產(chǎn)生

18、由分子輻射產(chǎn)生考點(diǎn)全通關(guān)23 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核繼續(xù)學(xué)習(xí)分類吸收光譜高溫物體發(fā)出的白光通過某種物質(zhì)后,某些波長的光被物質(zhì)吸收后形成的光譜特點(diǎn)連續(xù)光譜的背景上出現(xiàn)一些暗線產(chǎn)生由熾熱的物體(或高壓氣體)發(fā)出的白光通過溫度較低的氣體產(chǎn)生與線狀譜的關(guān)系各種原子的吸收光譜的暗線和線狀譜的亮線相對應(yīng),即表明某種原子發(fā)出的光和吸收的光的頻率是特定的,通常吸收光譜中的暗線比線狀譜中的亮線要少一些.這些亮線或暗線稱為該原子的特征譜線考點(diǎn)全通關(guān)24 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核繼續(xù)學(xué)習(xí)應(yīng)用 光譜分析概念各種元素都有自己的特征譜線.如果在某種物質(zhì)的線狀譜或吸收譜中出現(xiàn)了若干

19、種元素的特征譜線,表明該物質(zhì)中含有這種元素的成分,這種對物質(zhì)進(jìn)行化學(xué)組成的分析和鑒別的方法稱為光譜分析優(yōu)點(diǎn)其優(yōu)點(diǎn)是靈敏、快捷,某種元素在物質(zhì)中的含量只要有10-10 g,就能夠從光譜中發(fā)現(xiàn)它的特征譜線應(yīng)用檢測材料純度;歷史上幫助發(fā)現(xiàn)新元素研究天體的物質(zhì)成分;鑒定文物、食品優(yōu)劣等考點(diǎn)全通關(guān)25 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核太陽光譜不是連續(xù)光譜,而是吸收光譜,是陽光透過太陽高層大氣射向地球時,太陽高層大氣中含有的元素會吸收它自己特征譜線的光,然后再發(fā)射出去,不過這次發(fā)射是向四面八方發(fā)射.所以到達(dá)地球的這些譜線看起來就弱了.這樣就形成了明亮背景下的暗線夫瑯和費(fèi)線.與已知元素的光譜相比

20、較,知道太陽高層大氣中含有鈉、鎂、銅、鋅、鎳等金屬元素.繼續(xù)學(xué)習(xí)考點(diǎn)全通關(guān)26 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核繼續(xù)學(xué)習(xí)考點(diǎn)全通關(guān)27 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核六、玻爾原子模型1.原子核式結(jié)構(gòu)與經(jīng)典電磁理論的矛盾:原子結(jié)構(gòu)是否穩(wěn)定和原子光譜是否為包含一切頻率的連續(xù)光譜.2.玻爾的原子理論三條假設(shè)(1)定態(tài)假設(shè):原子只能處于一系列能量不連續(xù)的狀態(tài)中,在這些狀態(tài)中,電子雖然做加速運(yùn)動,但并不向外輻射能量,這些狀態(tài)叫作定態(tài). 定態(tài)假設(shè)實(shí)際上只是給經(jīng)典的電磁理論限制了適用范圍:原子中電子繞核轉(zhuǎn)動處于定態(tài)時不受經(jīng)典電磁理論的制約.(2)躍遷假設(shè):原子從一種定態(tài)躍遷到另一定

21、態(tài)時,要吸收(或輻射)一定頻率的光子,光子的能量(或頻率)由這兩個定態(tài)的能量差值決定,例如,原子從定態(tài)E2躍遷到定態(tài)E1,輻射的光子能量為h=E2-E1.繼續(xù)學(xué)習(xí)考點(diǎn)全通關(guān)28 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核繼續(xù)學(xué)習(xí)考點(diǎn)全通關(guān)29 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核繼續(xù)學(xué)習(xí)考點(diǎn)全通關(guān)30 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核返回目錄考點(diǎn)全通關(guān)31 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核一、天然放射現(xiàn)象1.天然放射現(xiàn)象 元素自發(fā)地放出射線的現(xiàn)象叫作天然放射現(xiàn)象,首先由貝可勒爾發(fā)現(xiàn).天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn),說明原子核還具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu).2.放射性和放射性元素(1)物

22、質(zhì)發(fā)射某種看不見的射線的性質(zhì)叫放射性.(2)具有放射性的元素叫放射性元素. 3.放射線的種類和特征:將放射性物質(zhì)放出的射線進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究(如在磁場中的偏轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)等),實(shí)驗(yàn)表明放射性物質(zhì)放出的射線有三種,即射線、射線、射線,將它們的特征列表對比如下:繼續(xù)學(xué)習(xí)考點(diǎn)3 天然放射現(xiàn)象核反應(yīng)核能考點(diǎn)全通關(guān)32 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核繼續(xù)學(xué)習(xí)種類射線射線射線組成高速氦核流高速電子流光子流(高頻電磁波)電荷量2e-e0質(zhì)量4mp(mp=1.6710-27 kg)靜止質(zhì)量為零磁場中的偏轉(zhuǎn)情況偏轉(zhuǎn)與射線反向偏轉(zhuǎn)不偏轉(zhuǎn)穿透本領(lǐng)最弱較強(qiáng)最強(qiáng)對空氣的電離作用很強(qiáng)較弱很弱在空氣中的徑跡粗、短、直 細(xì)、

23、較長、曲折最長考點(diǎn)全通關(guān)33 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核 4.放射性的防護(hù):為了防止有害放射線對人類和自然的毀壞,人們采取了有效的防護(hù)措施.密封防護(hù):把放射源密封在特殊的包殼里,或用特殊方法覆蓋,以防止射線泄漏.距離防護(hù):距放射源越遠(yuǎn),人體吸收的劑量就越少,受到的傷害就越輕.時間防護(hù):盡量減少受輻射的時間.屏蔽防護(hù):在放射源與人體之間加屏蔽物能起到防護(hù)作用,鉛的屏蔽作用最好.繼續(xù)學(xué)習(xí)考點(diǎn)全通關(guān)34 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核繼續(xù)學(xué)習(xí)考點(diǎn)全通關(guān)35 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核繼續(xù)學(xué)習(xí)考點(diǎn)全通關(guān)36 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核

24、繼續(xù)學(xué)習(xí)考點(diǎn)全通關(guān)37 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核繼續(xù)學(xué)習(xí)考點(diǎn)全通關(guān)38 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核繼續(xù)學(xué)習(xí)考點(diǎn)全通關(guān)39 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核繼續(xù)學(xué)習(xí)考點(diǎn)全通關(guān)40 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核繼續(xù)學(xué)習(xí)考點(diǎn)全通關(guān)41 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核繼續(xù)學(xué)習(xí)考點(diǎn)全通關(guān)42 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核繼續(xù)學(xué)習(xí)考點(diǎn)全通關(guān)43 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核繼續(xù)學(xué)習(xí)2.書寫核反應(yīng)方程的步驟在寫核反應(yīng)方程時,應(yīng)先將已知原子核和已知粒子的符號填入核反應(yīng)方程一般形式的適當(dāng)位置上,然后根

25、據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒計(jì)算出未知核(或未知粒子)的質(zhì)量數(shù)和核電荷數(shù),最后根據(jù)未知核(或未知粒子)的核電荷數(shù)確定是哪種元素(或哪種粒子),并在核反應(yīng)方程一般形式的適當(dāng)位置填上它們的符號.考點(diǎn)全通關(guān)44 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核繼續(xù)學(xué)習(xí)六、核能1.核力(1)原子核的半徑很小,其中質(zhì)子之間的庫侖力很大,受到這么大的庫侖斥力卻能保持穩(wěn)定狀態(tài),一定還有另外一種力把各核子緊緊地拉在一起.這種力叫作核力.(2)核力的特點(diǎn)核力是強(qiáng)相互作用(強(qiáng)力)的一種表現(xiàn).在原子核的尺度內(nèi),核力比庫侖力大得多.核力是短程力,作用范圍在1.510-15 m之內(nèi).核力在距離大于0.810-15 m時表現(xiàn)為吸

26、引力,且隨距離的增大而減小,超過1.510-15 m,核力急劇下降,幾乎消失;在距離小于0.810-15 m時,核力表現(xiàn)為斥力,因此核子不會融合在一起.每個核子只跟相鄰的核子發(fā)生核力作用,這種性質(zhì)稱為核力的飽和性.質(zhì)子間、中子間、質(zhì)子和中子間都存在核力.考點(diǎn)全通關(guān)45 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核繼續(xù)學(xué)習(xí)2.結(jié)合能(1)結(jié)合能:核子結(jié)合成原子核時放出一定的能量,原子核分解成核子時吸收一定能量,這種能量叫結(jié)合能.(2)平均結(jié)合能(比結(jié)合能): 原子核的結(jié)合能與其核子數(shù)之比,稱為比結(jié)合能,也叫平均結(jié)合能. 平均結(jié)合能越大,表示原子核中核子結(jié)合得越牢固,原子核越穩(wěn)定.考點(diǎn)全通關(guān)46

27、物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核繼續(xù)學(xué)習(xí)3.核能的計(jì)算愛因斯坦質(zhì)能方程(1)質(zhì)量虧損:核子結(jié)合生成原子核,所生成的原子核的質(zhì)量比生成它的核子的總質(zhì)量要小些,這種現(xiàn)象叫作質(zhì)量虧損.(2)愛因斯坦質(zhì)能方程:物體的能量和質(zhì)量之間存在著密切的聯(lián)系,它們之間的關(guān)系是 E=mc2或E=mc2這就是著名的愛因斯坦質(zhì)能方程.在計(jì)算核能時,可以先計(jì)算質(zhì)量虧損m,再代入質(zhì)能方程中即可求出核能.考點(diǎn)全通關(guān)47 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核1.愛因斯坦質(zhì)能方程反映的是質(zhì)量虧損和釋放出核能這兩種現(xiàn)象之間的聯(lián)系,并不表示質(zhì)量和能量之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系.根據(jù)愛因斯坦的相對論,輻射出的光子的靜質(zhì)量雖然為

28、零,但它有動質(zhì)量,而且這個動質(zhì)量剛好等于質(zhì)量的虧損,所以質(zhì)量守恒、能量守恒仍成立.2.原子核的結(jié)合能=核子的平均結(jié)合能核子數(shù).核反應(yīng)中反應(yīng)前系統(tǒng)內(nèi)所有原子核的總結(jié)合能與反應(yīng)后生成的所有新核的總結(jié)合能之差,就是該次核反應(yīng)所釋放(或吸收)的核能.核能的計(jì)算方法詳見本書283書返回目錄題型全突破考法1 對光電效應(yīng)中易混淆概念的考查 考法指導(dǎo)一、光子與光電子光子是指光在空間傳播時的每一份能量,光子不帶電;光電子是指金屬表面受到光照射時發(fā)射出來的電子,光子是光電效應(yīng)的因,光電子是果.二、光電子的最大初動能與光電子的動能當(dāng)光照射金屬時,光子的能量全部被電子吸收,電子吸收光子的能量后可能向各個方向運(yùn)動.有的

29、向金屬內(nèi)部運(yùn)動,有的向金屬表面運(yùn)動,但因途徑不同,運(yùn)動途中消耗的能量也不同.唯獨(dú)在金屬表面的電子,只要克服金屬原子核的引力做功,就能從金屬中逸出而具有最大初動能.根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程可以算出光電子的最大初動能為Ek=h-W0(W0為金屬的逸出功).而其他經(jīng)過不同的路徑射出的光電子,其動能一定小于最大初動能. 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核題型全突破1繼續(xù)學(xué)習(xí)三、光電流與飽和光電流在一定頻率與強(qiáng)度的光照射下產(chǎn)生光電效應(yīng),光電流與電壓之間的關(guān)系為:開始時,光電流隨電壓U的增大而增大,當(dāng)U比較大時,光電流達(dá)到飽和值Im.這時即使再增大U,在單位時間內(nèi)也不可能有更多的光電子定向移動,

30、光電流也就不會再增大,即飽和光電流是在一定頻率與強(qiáng)度的光照射下的最大光電流.在一定光照條件下,飽和光電流與所加電壓大小無關(guān).四、入射光強(qiáng)度和光子能量 入射光強(qiáng)度是單位時間內(nèi)照射到金屬表面單位面積上總的能量,光子能量即每個光子的能量,光子總能量等于光子能量與入射光子數(shù)的乘積. 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核題型全突破2繼續(xù)學(xué)習(xí) 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核題型全突破3考法示例1用如圖甲所示的電路研究光電效應(yīng)中光電流大小與照射光的強(qiáng)弱、頻率等物理量的關(guān)系.圖中A、K兩極間的電壓大小可調(diào),電源的正負(fù)極也可以對調(diào).分別用a、b、c三束單色光照射,調(diào)節(jié)A、K間的電壓U,得到

31、光電流I與電壓U的關(guān)系如圖乙所示.由圖可知 () 圖甲圖乙A.單色光a和c的頻率相同,但a更強(qiáng)些B.單色光a和c的頻率相同,但a更弱些C.單色光b的頻率小于a的頻率D.改變電源的極性不可能有光電流產(chǎn)生繼續(xù)學(xué)習(xí) 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核題型全突破4思路分析解答本題要從三個方面入手:一是明確“遏止電壓、最大初動能、光電流、電壓”的意義及影響它們大小的因素;二是明確題給圖像的含義,知道遏止電壓大,光的頻率大;三是明確發(fā)生光電效應(yīng)的條件. 解析由題圖乙可知,a、c的遏止電壓相同,根據(jù)光電效應(yīng)方程可知單色光a和c的頻率相同,但a產(chǎn)生的光電流大,說明a光的強(qiáng)度大,選項(xiàng)A正確,B錯誤;b

32、的遏止電壓大于a、c的遏止電壓,所以單色光b的頻率大于a的頻率,選項(xiàng)C錯誤;只要光的頻率不變,改變電源的極性,仍可能有光電流產(chǎn)生,選項(xiàng)D錯誤. 參考答案A返回目錄 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核題型全突破5繼續(xù)學(xué)習(xí)考法2 愛因斯坦光電效應(yīng)方程的應(yīng)用 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核題型全突破6繼續(xù)學(xué)習(xí)繼續(xù)學(xué)習(xí) 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核題型全突破7考法示例3如圖所示,當(dāng)開關(guān)S斷開時,用光子能量為2.5 eV的一束光照射陰極K,發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)不為零.合上開關(guān),調(diào)節(jié)滑動變阻器,發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表讀數(shù)小于0.6 V時,電流表讀數(shù)仍不為零;當(dāng)電壓表讀數(shù)大于或等于0

33、.6 V時,電流表讀數(shù)為零.由此可知陰極材料的逸出功為 () A.1.9 eVB.0.6 eVC.2.5 eVD.3.1 eV思路分析本題可按以下思路進(jìn)行解答:遏止電壓,使電子速度減小為零 光電子的最大初動能 逸出功解析由題意知,當(dāng)電壓表讀數(shù)小于0.6 V時,電流表讀數(shù)不為零,而大于或等于0.6 V時,電流表的讀數(shù)為零,這說明當(dāng)電壓等于0.6 V時,剛好能將光電子的速度減小到零,即光電子的初動能 Ek=0.6 eV.根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程Ek=h-W,可得 W=h-Ek=2.5 eV-0.6 eV=1.9 eV.選項(xiàng)A正確.參考答案A 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核題型全突破8

34、返回目錄 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核題型全突破9繼續(xù)學(xué)習(xí)考法3 能級躍遷問題 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核題型全突破10繼續(xù)學(xué)習(xí)3.直接躍遷與間接躍遷原子從一種能量狀態(tài)躍遷到另一種能量狀態(tài)時,可能是直接躍遷,也可能是間接躍遷,兩種情況下輻射或吸收光子的頻率可能不同.所謂直接躍遷,就是從一種定態(tài)直接躍遷至另一定態(tài),輻射一種光子,所輻射的光子能量等于兩個定態(tài)的能量差.所謂間接躍遷,是指從一種定態(tài),先躍遷到中間某一定態(tài),再躍遷至另一定態(tài),輻射兩種以上光子,輻射的每種光子能量都等于躍遷時兩個定態(tài)的能量差.4.原子躍遷與電離(1)根據(jù)玻爾的原子理論,當(dāng)原子從低能級向高能

35、級躍遷時,必須吸收光子(能量)才能實(shí)現(xiàn).相反,從高能級向低能級躍遷時,必定輻射光子.原子躍遷時,不論是吸收光子還是輻射光子,其光子的能量必須滿足h=Em-En(2)原子電離,就是原子中的電子脫離原子核的束縛而成為自由電子.原子電離時,原子結(jié)構(gòu)被毀壞,因而不再遵照原子結(jié)構(gòu)的相關(guān)理論,也不再受“h=Em-En”這個條件的限制.但是,要將處于某一定態(tài)的原子的電子電離出去,就必須給原子一定的能量,這個能量至少為-En.例如,要使基態(tài)氫原子中的電子電離,所給能量至少為氫原子從n=1的基態(tài)變化到n=的狀態(tài)所需的能量,這個能量的大小為13.6 eV.5.光子與電子激發(fā)若是在光子的激發(fā)下躍遷,則光子能量應(yīng)滿足

36、h=E初-E終,若是在電子的碰撞下引起原子躍遷,則要求電子的能量大于或等于原子的某兩個能級差即可. 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核題型全突破11繼續(xù)學(xué)習(xí)例如,用能量為10.2 eV的光子照射處于基態(tài)的氫原子,可使基態(tài)的氫原子躍遷到n=2的激發(fā)態(tài),如果光子的能量是10.3 eV,則不能使基態(tài)的氫原子發(fā)生躍遷;但是,用能量為10.3 eV 的外來電子就可以將10.2 eV的能量傳遞給基態(tài)的氫原子而使其躍遷到n=2的激發(fā)態(tài),使氫原子躍遷后的電子還剩下0.1 eV的能量. 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核題型全突破12繼續(xù)學(xué)習(xí) 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核題型

37、全突破13繼續(xù)學(xué)習(xí) 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核題型全突破14繼續(xù)學(xué)習(xí)考法示例5如圖所示,A、B、C分別表示三種不同能級躍遷時放出的光子.由圖可以判定() A.用波長為6.010-7 m的射線照射,可以使穩(wěn)定的氫原子電離B.用能量是10.2 eV的光子可以激發(fā)處于基態(tài)的氫原子C.用能量是2.5 eV的光子,可以激發(fā)處于基態(tài)的氫原子D.用能量是11.0 eV的外來電子,可以使處于基態(tài)的氫原子激發(fā) 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核題型全突破15繼續(xù)學(xué)習(xí) 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核題型全突破16繼續(xù)學(xué)習(xí)2.5 eV的光子能量小于題圖中任何能級與基態(tài)的能量

38、差,故不能使氫原子發(fā)生躍遷,選項(xiàng)C錯誤;外來的電子可以將10.2 eV的能量傳遞給氫原子,使其激發(fā),外來電子還剩余11.0 eV-10.2 eV=0.8 eV的能量,選項(xiàng)D正確.參考答案BD處理氫原子輻射或吸收光子的問題時,切記輻射或吸收的光子的能量必須等于兩個定態(tài)的能量差,不可能輻射或吸收兩個定態(tài)的能量差之外能量的光子;處于高能級的氫原子可能向各個低能級躍遷,因此可能輻射出若干頻率的光子. 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核題型全突破17返回目錄 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核題型全突破18繼續(xù)學(xué)習(xí)考法4 三種射線在電場和磁場中偏轉(zhuǎn)的特點(diǎn) 物理 專題13 波粒二象性

39、原子結(jié)構(gòu) 原子核題型全突破19繼續(xù)學(xué)習(xí)【考法示例6】一置于鉛盒中的放射源發(fā)射的、和射線,由鉛盒的小孔射出,在小孔外放一鋁箔,鋁箔后面的空間有一勻強(qiáng)電場.進(jìn)入電場后,射線變?yōu)閍、b兩束,射線a沿原來的方向行進(jìn),射線b發(fā)生了偏轉(zhuǎn),如圖所示,則圖中的射線a為射線,射線b為射線. 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核題型全突破20繼續(xù)學(xué)習(xí) 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核題型全突破21思路分析根據(jù)三種射線的本質(zhì)和特征進(jìn)行解答. 解析放射源可以放射出、三種射線,射線的穿透能力弱,不能穿透鋁箔,射線和射線的穿透能力強(qiáng),可以穿透鋁箔.由于射線帶負(fù)電,經(jīng)過電場時受到電場力的作用而發(fā)生偏轉(zhuǎn),

40、射線不帶電,經(jīng)過電場時不發(fā)生偏轉(zhuǎn),所以圖中射線a是射線,射線b是射線. 參考答案返回目錄 考法指導(dǎo)分析衰變和衰變在磁場中的運(yùn)動軌跡,應(yīng)弄清以下基本規(guī)律:1.衰變過程中,質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒.2.衰變過程中動量守恒.3.帶電粒子垂直于磁場方向做勻速圓周運(yùn)動時洛倫茲力提供向心力.4.當(dāng)靜止的原子核在勻強(qiáng)磁場中發(fā)生衰變且衰變后粒子運(yùn)動方向與磁場方向垂直時,大圓一定是粒子或粒子的軌跡,小圓一定是反沖核的軌跡.衰變時兩圓外切(如圖甲所示),衰變時兩圓內(nèi)切(如圖乙所示).如果已知磁場方向,還可根據(jù)左手定則判斷繞行方向是順時針還是逆時針. 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核題型全突破22繼續(xù)學(xué)習(xí)

41、考法5 衰變和衰變在磁場中的運(yùn)動軌跡繼續(xù)學(xué)習(xí) 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核題型全突破23思路分析本題可按以下思路進(jìn)行求解:(1)核反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)守恒,電荷數(shù)守恒核反應(yīng)方程.(2)洛倫茲力提供向心力碰撞后粒子的動量動量守恒定律碰撞前粒子的動量粒子的速度大小. 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核題型全突破24繼續(xù)學(xué)習(xí) 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核題型全突破25返回目錄 考法指導(dǎo) 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核題型全突破26繼續(xù)學(xué)習(xí)考法6 對核反應(yīng)的四種類型的考查類型可控性核反應(yīng)方程典例衰變衰變自發(fā)衰變自發(fā)人工轉(zhuǎn)變?nèi)斯た刂?物理 專題13 波粒

42、二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核題型全突破27繼續(xù)學(xué)習(xí)裂變比較容易進(jìn)行人工控制聚變可利用的核聚變繼續(xù)學(xué)習(xí) 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核題型全突破28 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核題型全突破29思路分析解答本題的關(guān)鍵是熟悉常見的核反應(yīng)方程,知道四種核反應(yīng)類型的特點(diǎn),同時要明確核反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒. 解析(1)E是查德威克發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程,B是裂變反應(yīng),是研究原子彈的基本核反應(yīng)方程,A是聚變反應(yīng),是研究氫彈的基本核反應(yīng)方程.(2)由電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可以判定,X的質(zhì)量數(shù)為144,電荷數(shù)為56,所以中子數(shù)為144-56=88.(3)衰變是原子核自發(fā)地放出粒

43、子或粒子的反應(yīng),C是衰變,D是衰變,E是人工控制的原子核的變化,屬于原子核的人工轉(zhuǎn)變;裂變是重核吸收中子后分裂成幾個中等核的反應(yīng),故B是裂變反應(yīng);聚變是幾個輕核結(jié)合成較大質(zhì)量核的反應(yīng),故A是聚變反應(yīng).返回目錄能力大提升 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核能力大提升1繼續(xù)學(xué)習(xí)方法1 確定衰變的種類及衰變次數(shù)的方法 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核能力大提升2繼續(xù)學(xué)習(xí)【解析】 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核能力大提升3繼續(xù)學(xué)習(xí)射線是伴隨衰變或衰變產(chǎn)生的.放出射線后,原子核的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)都不變,其實(shí)質(zhì)是放射性元素的原子核在發(fā)生衰變或衰變時,由于產(chǎn)生的某些新核具有

44、過多的能量(核處于激發(fā)態(tài))而輻射出光子.當(dāng)放射性物質(zhì)發(fā)生連續(xù)衰變時,原子核中有的發(fā)生衰變,有的發(fā)生衰變,同時伴有射線產(chǎn)生,這時可連續(xù)放出三種射線. 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核能力大提升4繼續(xù)學(xué)習(xí) 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核能力大提升5繼續(xù)學(xué)習(xí) 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核能力大提升6繼續(xù)學(xué)習(xí)示例10本題中大寫字母表示原子核.E經(jīng)過衰變成為F,再經(jīng)過衰變成為G,再經(jīng)過衰變成為H.上述衰變可表示為:E F G H,另一系列衰變表示為P Q R S,已知P是F的同位素,則()A.Q是G的同位素,R是H的同位素B.R是E的同位素,S是F的同位素C.R是G的同位素,S是H的同位素D.Q是E的同位素,R是F的同位素 物理 專題13 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu) 原子核能力大提升7繼續(xù)學(xué)習(xí)思路分析根據(jù)衰變、衰變的規(guī)律,結(jié)合衰變過程中質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒,可以判斷出原子核的組成.在此基礎(chǔ)上明確同位素的質(zhì)子數(shù)相同,而質(zhì)量數(shù)不同,即可得出參考答案.解析設(shè)E的核電荷數(shù)為Z,則F的核電荷數(shù)為(Z-2),G的核電荷數(shù)為(Z-1),H的核電荷數(shù)為(Z-3);又P是F的同位素,故P與F的核電荷數(shù)相同,即P的核電荷數(shù)為(Z