教師資格(統(tǒng)考)課件：-物理學(xué)科-模塊一-第三節(jié)-熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論

物理學(xué)科知識與教學(xué)能力（中學(xué)）教師資格（統(tǒng)考）物理學(xué)科知識與教學(xué)能力（中學(xué)）教師資格（統(tǒng)考）1第三節(jié)

熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論第三節(jié)

熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論2一、熱學(xué)（一）分子動理論1.分子動理論的三個觀點（1）物體是有大量的分子組成的一般認為分子直徑大小的數(shù)量級為10-10m。固體、液體被理想化地認為各分子是一個挨一個緊密排列的，每個分子的體積就是每個分子平均占有的空間。分子體積=物體體積／分子個數(shù)。第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論一、熱學(xué)第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論3氣體分子間距離較大，不能看作一個挨一個緊密排列，所以氣體分子的體積遠小于每個分子平均占有的空間。每個氣體分子平均占有的空間看作以相鄰分子間距離為邊長的正立方體。

1mol的任何物質(zhì)都含有相同的粒子數(shù)，這個數(shù)量用阿伏加德羅常數(shù)表示，NA=6.02×1023mol-1。

應(yīng)用：用油膜法估測分子的大小。

實驗思想：分子是球形，分子緊密排列無空隙，單分子層。第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論氣體分子間距離較大，不能看作一個挨一個緊密排列，所以氣體4實驗原理：實驗中設(shè)法測出一滴酒精油酸中純油酸的體積V，和這滴油酸在水面上形成單分子油膜的面積S，由此求出的油膜的厚度可認為等于油酸分子的直徑，即d=V/S，如圖所示。第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論實驗原理：實驗中設(shè)法測出一滴酒精油酸中純油酸的體積V，和5（2）分子的熱運動

物體里的分子永不停息地做無規(guī)則運動，這種運動跟溫度有關(guān)，所以通常把分子的這種運動叫做熱運動。

擴散現(xiàn)象是兩種不同物質(zhì)接觸時，沒有受到外力影響而能彼此進入到對方里去的現(xiàn)象。擴散現(xiàn)象是分子的直接運動形式。氣體、液體和固體都有擴散現(xiàn)象。擴散快慢除和溫度有關(guān)外，還和物體的密度差、溶液的濃度有關(guān)。物體的密度差（或濃度差）越大，擴散進行得越快。第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論（2）分子的熱運動

物體里的分子永不停息地做無規(guī)則運動，6布朗運動是懸浮在液體（或氣體）中的微粒所做的無規(guī)則運動，其運動的激烈程度與微粒的大小和液體（或氣體）的溫度有關(guān)，微粒越小，液體溫度越高，布朗運動越明顯。

擴散現(xiàn)象和布朗運動都可以很好地證明分子的熱運動。第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論布朗運動是懸浮在液體（或氣體）中的微粒所做的無規(guī)則運動7關(guān)于布朗運動的下列說法中正確的是（）。A.布朗運動就是分子的運動B.布朗運動是組成固體微粒的分子無規(guī)則運動的反映C.布朗運動是液體或氣體分子無規(guī)則運動的反映D.觀察時間越長，布朗運動就越顯著名師答案：C第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論關(guān)于布朗運動的下列說法中正確的是（）。第三節(jié)熱學(xué)8（3）分子之間存在相互作用的分子力

①分子之間同時存在著相互的引力和斥力。

氣體很容易被壓縮，說明分子間有空隙。大量分子能聚集在一起形成固體或液體，說明分子間存在著引力。用力壓縮物體，物體內(nèi)會產(chǎn)生反抗壓縮的彈力，說明分子間還存在著斥力。

第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論（3）分子之間存在相互作用的分子力

①分子之間同時存在著相互9第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論10②隨著分子間距離的逐漸增大，分子間的引力與斥力都減小，但斥力減小得快：隨著分子間距的減小，分子間的引力與斥力都增大，但斥力增大得快。

所以，當(dāng)分子間距r>r0時，引力大于斥力，分子間作用力表現(xiàn)為引力；當(dāng)分子間距r<r0。時，斥力大于引力，分子間作用力表現(xiàn)為斥力。

第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論②隨著分子間距離的逐漸增大，分子間的引力與斥力都減小，但斥力11分子間引力、斥力及其合力與分子間距的關(guān)系如圖所示。第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論分子間引力、斥力及其合力與分子間距的關(guān)系如圖所示。第三節(jié)122.溫度和內(nèi)能

（1）溫度是分子平均動能的唯一標(biāo)志

物體內(nèi)部各個分子的運動速度是不相同的，所以分子的動能也不相等，在研究熱現(xiàn)象時，有意義的不是單個分子的動能，而是物體內(nèi)部所有分子的動能的平均值——分子平均動能。

第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論2.溫度和內(nèi)能

（1）溫度是分子平均動能的唯一標(biāo)志

物體13物體的溫度是大量分子熱運動劇烈程度的表征。溫度是分子平均動能的唯一標(biāo)志，這是對溫度這一概念從物體冷熱程度的簡單認識，進一步深化到它的微觀含義、本質(zhì)的含義。第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論物體的溫度是大量分子熱運動劇烈程度的表征。溫度是分子平均14（2）物體的內(nèi)能

①做熱運動的分子具有的動能叫分子動能。溫度是物體分子熱運動的平均動能的標(biāo)志。溫度越高，分子做熱運動的平均動能越大。

②由分子間相對位置決定的勢能叫分子勢能。分子力做正功時分子勢能減??；分子力作負功時分子勢能增大。

第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論（2）物體的內(nèi)能

①做熱運動的分子具有的動能叫分子動能。15

③物體中所有分子做熱運動的動能和分子勢能的總和叫做物體的內(nèi)能。

物體的內(nèi)能跟物體的溫度和體積都有關(guān)系：溫度升高時物體內(nèi)能增加；體積變化時，物體內(nèi)能變化。第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論③物體中所有分子做熱運動的動能和分子勢能的總和叫做物體的16（3）改變內(nèi)能的兩種方式

改變內(nèi)能的方式有兩種：做功和熱傳遞。做功和熱傳遞都是過程量，內(nèi)能則是狀態(tài)量。

理想氣體的內(nèi)能：理想氣體就是分子間沒有相互作用力的氣體，這是一種理想模型；理想氣體分子內(nèi)無分子勢能；理想氣體的內(nèi)能就是所有分子的動能之和，理想氣體的內(nèi)能只跟溫度和摩爾數(shù)有關(guān)。

第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論（3）改變內(nèi)能的兩種方式

改變內(nèi)能的方式有兩種：做功和熱17考題再現(xiàn):固定的氣缸內(nèi)由活塞B封閉著一定量的氣體，在通常的情況下，這些氣體分子之間的相互作用力可以忽略。在外力F作用下，將活塞B緩慢地向右拉動。在拉動活塞的過程中，假設(shè)氣缸壁的導(dǎo)熱性能很好，環(huán)境的溫度保持不變，關(guān)于氣缸內(nèi)的氣體的下列論述，其中正確的是（）。A.氣體對外做功，氣體內(nèi)能減小B.氣體對外做功，氣體內(nèi)能不變

第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論考題再現(xiàn):固定的氣缸內(nèi)由活塞B封閉著一定量的氣體，在通常的情18C.外界對氣體做功，氣體內(nèi)能不變

D.氣體從外界吸熱，氣體內(nèi)能變大名師答案：B

答案解析：由于活塞導(dǎo)熱性能良好，且緩慢被拉動，則氣體的溫度始終與環(huán)境溫度相同，即氣體的溫度不變，所以氣體的內(nèi)能不變。由于氣體的體積碰撞，故氣體對外做功，據(jù)熱力第一定律可知氣體從外界吸收熱量。故選項B正確。第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論C.外界對氣體做功，氣體內(nèi)能不變

D.氣體從外界吸熱，氣體內(nèi)19密閉有空氣的薄塑料瓶因降溫而變扁，則關(guān)于此過程中瓶內(nèi)空氣(不計分子勢能)的說法，正確的是（）。A．內(nèi)能增大，放出熱量B．內(nèi)能減小，吸收熱烈C．內(nèi)能增大，對外界做功D．內(nèi)能減小，外界對其做功第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論密閉有空氣的薄塑料瓶因降溫而變扁，則關(guān)于此過程中瓶內(nèi)空氣(不20名師答案：D答案解析：不計分子勢能時瓶內(nèi)空氣的內(nèi)能只與其溫度有關(guān)，溫度降低時其內(nèi)能減?。芰掀孔儽鈺r瓶內(nèi)空氣體積減小，外界對其做功．再由熱力學(xué)第一定律知，此過程中瓶內(nèi)空氣要放出熱量，故只有D項正確。第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論名師答案：D第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論21第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論224.內(nèi)能的利用

（1）內(nèi)能的利用方式：

利用內(nèi)能來加熱；從能的角度看，這是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移過程。

利用內(nèi)能來做功；從能的角度看，這是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。

（2）熱機：定義：利用燃料的燃燒來做功的裝置。

能的轉(zhuǎn)化：內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能

蒸汽機——內(nèi)燃機——噴氣式發(fā)動機第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論4.內(nèi)能的利用

（1）內(nèi)能的利用方式：

利用內(nèi)能來加熱；23（3）內(nèi)燃機：將燃料燃燒移至機器內(nèi)部燃燒，轉(zhuǎn)化為內(nèi)能且利用內(nèi)能來做功的機器叫內(nèi)燃機。它主要有汽油機和柴油機。

（4）內(nèi)燃機大概的工作過程：內(nèi)燃機的每一個工作循環(huán)分為四個階段：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。在這四個階段，吸氣沖程、壓縮沖程和排氣沖程是依靠飛輪的慣性來完成的，而做功沖程是內(nèi)燃機中唯一對外做功的沖程，是由內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。另外壓縮沖程將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論（3）內(nèi)燃機：將燃料燃燒移至機器內(nèi)部燃燒，轉(zhuǎn)化為內(nèi)能且利用內(nèi)24

第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論

第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論25

提高熱機效率的途徑：使燃料充分燃燒；盡量減小各種熱量損失；機件間保持良好的潤滑、減小摩擦。

第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論提高熱機效率的途徑：使燃料充分燃燒；盡量減小各種熱量損失26用柴油發(fā)動機做動力的汽車在行駛時，柴油發(fā)動機氣缸中封閉有柴油和空氣的混合物，其中柴油達到燃點常用的方法是（）。A.迅速向里推活塞 B.迅速向外拉活塞C.緩慢向里推活塞 D.緩慢向外拉活塞名師答案：A答案解析：迅速向里推活塞，對氣缸中混合物做功，使其溫度升高，達到燃點。第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論用柴油發(fā)動機做動力的汽車在行駛時，柴油發(fā)動機氣缸中封閉有柴油27下列關(guān)于熱現(xiàn)象的說法，正確的是（）。A.外界對物體做功，物體的內(nèi)能一定增加B.氣體的溫度升高，氣體的壓強一定增大C.任何條件下，熱量都不會由低溫物體傳遞到高溫物體D.任何熱機都不可能使燃料釋放的熱量完全轉(zhuǎn)化為機械能第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論下列關(guān)于熱現(xiàn)象的說法，正確的是（）。第三節(jié)熱學(xué)28名師答案：D

答案解析：外界對物體做功的同時，若物體向外放出熱量，物體內(nèi)能不一定增加。氣體溫度升高時，體積可能增大，則壓強不一定增大。在一定條件下（借助外界條件），熱量可以從低溫物體傳給高溫物體。熱機的效率總是小于100%，故燃料燃燒釋放的熱量不可能全部轉(zhuǎn)化為機械能。第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論名師答案：D

答案解析：外界對物體做功的同時，若物體向外放出29教師資格(統(tǒng)考)課件：-物理學(xué)科-模塊一-第三節(jié)-熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論30（二）氣體、固體、液體和物態(tài)變化

1.氣體

（1）氣體的狀態(tài)參量

體積V：氣體的體積是指氣體分子所能達到的空間，也就是氣體所能充滿容器的容積。

溫度T：表示物體的冷熱程度，是分子平均動能的標(biāo)志。單位K，T=t+273.15K。

壓強p：單位面積上受到的正壓力。氣體壓強是氣體分子對容器頻繁碰撞的結(jié)果，單位Pa。第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論（二）氣體、固體、液體和物態(tài)變化

1.氣體

（1）氣體的狀態(tài)31（2）氣體的實驗定律

玻意耳定律（等溫變化）：一定質(zhì)量的某種氣體，在溫度不變的情況下，壓強p與體積V成反比，即pV=C。

查理定律（等容變化）：一定質(zhì)量的某種氣體，在等容變化過程中，壓強和熱力學(xué)溫度成正比，即

第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論（2）氣體的實驗定律

玻意耳定律（等溫變化）：一定質(zhì)量的32第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論33第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論34如圖所示，粗細均勻的玻璃管上端封閉，下端開口，豎直插在大而深的水銀槽中，管內(nèi)封閉有一定質(zhì)量的空氣（可視為理想氣體），玻璃細管足夠長，管內(nèi)氣柱長4.0cm，管內(nèi)外水銀面高度差為10.0cm，大氣壓強為76.0cmHg，現(xiàn)將管沿豎直方向上緩慢移動，當(dāng)管內(nèi)外水銀面恰好相平時，管內(nèi)氣柱長度約為（）。A．2.0cmB．3.5cm C．4.0cmD．4.5cm第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論如圖所示，粗細均勻的玻璃管上端封閉，下端開口，豎直插在大而深35名師答案：B答案解析：設(shè)玻璃管橫截面積為S，管內(nèi)氣體處于等溫變化過程。初始狀態(tài)：P1=（76-10）cmHg=66cmHg,V1=4S；末狀態(tài)：P2=76cmHg,V2=LS。等溫變化，根據(jù)理想氣體狀態(tài)防方程求得。第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論名師答案：B第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論36一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷了A→B→C變化過程，其壓強隨溫度變化的p-t圖如圖所示。氣體在A、B、C三個狀態(tài)時的體積分別為VA、VB、VC。則通過圖象可以判斷（）。A．VA=VB>VCB．VA=VB<VCC．VA<VB<VCD．VA>VB>VC第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷了A→B→C變化過程，其壓強隨溫度變化37名師答案：D答案解析：過理想氣體的A點和B點，分別做它們的等容變化的p-t圖，可以看出點B與t軸上的-273℃連線的斜率大于點A與t軸上的-273℃連線的斜率，且體積V∝1/k，所以VA＞VB。B到C過程，溫度相等，壓強增加，由理想氣體狀態(tài)方程得VB＞VC，所以VA＞VB＞VC。第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論名師答案：D第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論38（4）氣體熱現(xiàn)象的微觀意義

理想氣體是一種理想化的氣體模型，具有如下特點：

①氣體分子可以看作質(zhì)點。

②除碰撞外，分子間的相互作用力可以忽略不計。

③氣體分子間的碰撞以及與器壁的碰撞都可以看做是完全彈性碰撞。

第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論（4）氣體熱現(xiàn)象的微觀意義

理想氣體是一種理想化的氣體模39

④大量氣體分子做無規(guī)則運動，速率是按照一定的規(guī)律分布的，即速率較大和速率較小的分子數(shù)都比較少，而中間速度的分子數(shù)比較多。但是具有最大比例的速度區(qū)間是隨溫度的增加而增大。說明溫度越高，分子熱運動也激烈。

第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論④大量氣體分子做無規(guī)則運動，速率是按照一定的規(guī)律分布的，40理想氣體的熱力學(xué)溫度是分子平均動能的標(biāo)志，它與分子的平均動能成正比。

從微觀的角度看，氣體對容器的壓強是大量氣體分子對容器的碰撞引起的。一定質(zhì)量的氣體，溫度保持不變時，氣體分子的平均動能是一定的，在這種情況下，體積減小，則分子的密集程度增大，單位時間內(nèi)對器壁的碰撞次數(shù)增加，于是氣體的壓強就增大，這就是玻意耳定律的微觀解釋。第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論理想氣體的熱力學(xué)溫度是分子平均動能的標(biāo)志，它與分子的平均41一定質(zhì)量的氣體，體積保持不變時，氣體分子的密集程度保持不變。在這種情況下，溫度升高，分子的平均動能增大，每次對器壁的碰撞的力量增大，并且單位時間內(nèi)碰撞的次數(shù)也增加，因此氣體的壓強就增大，這就是查理定律的微觀解釋。

一定質(zhì)量的氣體，溫度升高時，分子的平均動能增大。只有氣體的體積同時增大，使分子的密集程度減小，才能保持壓強不變，這就是蓋-呂薩克定律的微觀解釋。第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論一定質(zhì)量的氣體，體積保持不變時，氣體分子的密集程度保持不42如圖所示為伽利略設(shè)計的一種測溫裝置示意圖，玻璃管的上端與導(dǎo)熱良好的玻璃泡連通，下端插入水中，玻璃泡中封閉有一定量的空氣。若玻璃管內(nèi)水柱上升，則外界大氣的變化可能是（）。A.溫度升高，壓強減小B.溫度升高，壓強不變C.溫度降低，壓強增大D.溫度不變，壓強減小第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論如圖所示為伽利略設(shè)計的一種測溫裝置示意圖，玻璃管的上端與導(dǎo)熱43第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論442.固體

（1）晶體和非晶體

固體可以分為晶體和非晶體兩類。石英、云母、明礬、食鹽、各種金屬等都是晶體，玻璃、蜂蠟、松香、瀝青、橡膠等是非晶體。

晶體分為單晶體和多晶體，多晶體不具有規(guī)則的幾何形狀，各種金屬材料都是多晶體。由于小晶體的排列是雜亂的，所以金屬整體表現(xiàn)為各向同性。第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論2.固體

（1）晶體和非晶體

固體可以分為晶體和非晶體兩45（2）晶體的微觀結(jié)構(gòu)

單晶體和非晶體性質(zhì)上的不同，可以從它們的微觀結(jié)構(gòu)不同做出說明。組成單晶體的微粒，在空間上按照一定的規(guī)律排列。彼此相隔一定的距離，排列成整齊的行列。通常這種微觀結(jié)構(gòu)成為空間點陣。第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論（2）晶體的微觀結(jié)構(gòu)

單晶體和非晶體性質(zhì)上的不同，可以從463.液體

液體與固體接觸的表面形成表面層。由于表面層上方是氣體，所以表面層內(nèi)的液體分子，受到周圍分子作用力小于液體內(nèi)部分子力，表面層里的分子要比液體內(nèi)部分子稀疏一些，這樣表面層分子間引力比液體內(nèi)部更大一些。在液體內(nèi)部分子間引力和斥力處于平衡狀態(tài)，而表面層內(nèi)由于分子引力較大，使液體表面繃緊。這個引力被稱為液體的表面張力。

第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論3.液體

液體與固體接觸的表面形成表面層。由于表面層上方474.物態(tài)變化

（1）熔化和凝固

熔化：物質(zhì)從固態(tài)變成液態(tài)的過程叫熔化。熔化過程吸熱。

凝固：物質(zhì)從液態(tài)變成固態(tài)的過程叫凝固。凝固過程放熱。

熔點和凝固點：晶體熔化時保持不變的溫度叫熔點；晶體凝固時保持不變的溫度叫凝固點。晶體的熔點和凝固點相同。第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論4.物態(tài)變化

（1）熔化和凝固

熔化：物質(zhì)從固態(tài)變成液態(tài)48（2）汽化和液化

汽化：物質(zhì)從液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)的過程叫汽化，汽化的方式有蒸發(fā)和沸騰。汽化過程要吸熱。

蒸發(fā)：是在任何溫度下，且只在液體表面發(fā)生的，緩慢的汽化現(xiàn)象。

沸騰：是在一定溫度（沸點）下，在液體內(nèi)部和表面同時發(fā)生的劇烈的汽化現(xiàn)象。液體沸騰時要吸熱，但溫度保持不變，這個溫度叫沸點。

第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論（2）汽化和液化

汽化：物質(zhì)從液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)的過程叫汽化，49影響液體蒸發(fā)快慢的因素：液體溫度；液體表面積；液面上方空氣流動快慢。

液化：物質(zhì)從氣態(tài)變成液態(tài)的過程叫液化，液化要放熱。使氣體液化的方法有：降低溫度和壓縮體積。（液化現(xiàn)象如：“白氣”、霧、等）（3）升華和凝華

升華和凝華：物質(zhì)從固態(tài)直接變成氣態(tài)叫升華，要吸熱；物質(zhì)從氣態(tài)直接變成固態(tài)叫凝華，要放熱。第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論影響液體蒸發(fā)快慢的因素：第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論505.飽和汽與飽和汽壓

（1）在密封容器中，隨著蒸發(fā)過程的進行，容器內(nèi)蒸汽的密度不斷增大，因而返回液體的分子數(shù)也不斷增多。當(dāng)單位時間內(nèi)蒸發(fā)的分子數(shù)等于單位時間內(nèi)返回液體的分子數(shù)時，宏觀上看來，蒸發(fā)現(xiàn)象就停止了。這種平衡是一種動態(tài)平衡。

第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論5.飽和汽與飽和汽壓

（1）在密封容器中，隨著蒸發(fā)過程的進行51

與液體處于動態(tài)平衡的蒸汽叫做飽和汽，而沒有達到飽和狀態(tài)的蒸汽叫做未飽和汽。在一定溫度下，飽和汽的分子數(shù)密度是一定的，因而飽和汽的壓強也是一定的，這個壓強稱為這種液體的飽和汽壓。第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論與液體處于動態(tài)平衡的蒸汽叫做飽和汽，而沒有達到飽和狀態(tài)的52第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論53第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論543.熱力學(xué)第二定律

（1）熱力學(xué)第二定律的一種表述熱量不會自發(fā)地從低溫傳到高溫物體。

（2）熱力學(xué)第二定律的另一種表述不可能從單一熱庫吸收熱量，使之完全變成功，而不產(chǎn)生其他影響，即第二永動機不可制成。第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論3.熱力學(xué)第二定律

（1）熱力學(xué)第二定律的一種表述第三節(jié)55這兩種表述是等價的，可以從一種表述導(dǎo)出另一種表述，所以他們都稱為熱力學(xué)第二定律。熱力學(xué)第二定律揭示了有大量分子參與的宏觀過程的方向性。熱力學(xué)第二定律向人們指出了實際宏觀過程進行的條件和方向，其實質(zhì)在于指出“一切熱現(xiàn)象有關(guān)的實際宏觀過程都是不可逆的”，是一個能夠反應(yīng)過程進行的方向規(guī)律。

第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論這兩種表述是等價的，可以從一種表述導(dǎo)出另一種表述，所以他56熱力學(xué)第二定律微觀解釋：

一切自熱過程總是沿著分子熱運動的無序性增大的方向進行。物理學(xué)中用熵來量度系統(tǒng)的無序程序。在孤立系統(tǒng)中，一切不可逆過程都是沿著熵增加的方向進行。第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論熱力學(xué)第二定律微觀解釋：

一切自熱過程總是沿著分子熱運動57教師資格(統(tǒng)考)課件：-物理學(xué)科-模塊一-第三節(jié)-熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論58二、光學(xué)（一）幾何光學(xué)1.光的直線傳播（1）光源光源指能夠自行發(fā)光的物體，分人造光源、自然光源。月亮不是光源，月亮本身不發(fā)光，只是反射太陽的光。第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論二、光學(xué)第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論59（2）光的直線傳播

光在向一種均勻介質(zhì)中沿直線傳播。例如，物體的影子、日食和月食、針孔成像等等。我們將表示光的傳播路徑和方向的帶箭頭的直線稱為光線。

第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論（2）光的直線傳播

光在向一種均勻介質(zhì)中沿直線傳播。第三60第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論612.光的反射和折射

（1）光的反射定律

①光從一種介質(zhì)射到兩種介質(zhì)的分界面時發(fā)生反射，反射光線與入射光線、法線處在同一平面內(nèi)，反射光線與入射光線分居在法線的兩側(cè)；反射角等于入射角。

②反射有兩種類型：鏡面反射和漫反射無論是鏡面反射還是漫反射，都遵循光的反射定律。第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論2.光的反射和折射

（1）光的反射定律

①光從一種介質(zhì)62（2）光的反射定律的應(yīng)用

①平面鏡成像特點：簡記為：正立、等大、對稱、虛像

實像與虛像的區(qū)別：實像是實際光線會聚而成的，可以用光屏接到。虛像不是由實際光線會聚而成的，用光屏接收不到。

②凸面鏡：對光有發(fā)散作用。凹面鏡：對光有匯聚作用。

第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論（2）光的反射定律的應(yīng)用

①平面鏡成像特點：簡記為：正立、等63第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論64第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論65一束單色光經(jīng)由空氣射入水中，這束光的（）。A.速度變小，波長變短B.速度不變，波長變短C.頻率變大，波長變長D.頻率不變，波長變長第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論一束單色光經(jīng)由空氣射入水中，這束光的（）。第三節(jié)66第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論674.全反射

（1）我們把折射率較小的介質(zhì)稱為光疏介質(zhì)，折射率較大的介質(zhì)稱為光密介質(zhì)。

光疏介質(zhì)和光密介質(zhì)是相對的。光由光疏介質(zhì)斜射入光密介質(zhì)，折射角小于入射角；光由光密介質(zhì)斜射入光疏介質(zhì)，折射角大于入射角。

第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論4.全反射

（1）我們把折射率較小的介質(zhì)稱為光疏介質(zhì)，折射率68第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論69桌面上有一倒立的玻璃圓錐，其頂點恰好與桌面接觸，圓錐軸（圖中虛線）與桌面垂直，過軸線的斜面是等邊三角形，如圖6所示。有一半徑為r的圓柱形平行光束垂直射到圓錐底面上，光束的中心軸與圓錐的軸重合。已知玻璃的折射率為1.5，則光束在桌面上形成的光斑半徑為：（）A．rB．1.5rC．2rD．2.5r第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論桌面上有一倒立的玻璃圓錐，其頂點恰好與桌面接觸，圓錐軸（圖中70名師答案：C答案解析：折射率為1.5，臨界角小于45度，第一次垂直入射，光線不發(fā)生偏轉(zhuǎn)。第二次折射時入射角為60度，發(fā)生全反射，且恰好垂直射出。光路圖如下。

ON=r，AO=2r,AM=AO=2r。故選C。第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論名師答案：C第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論715.透鏡及其應(yīng)用

（1）透鏡由透明材料磨制而成，兩個折射面都是球面，或者一面是球面另一面是平面的透明體。凸透鏡中間厚，邊緣??；凹透鏡中間薄、邊緣厚。

（2）透鏡對光線的作用凸透鏡對光線有匯聚作用；凹透鏡對光線有發(fā)散作用。第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論5.透鏡及其應(yīng)用

（1）透鏡第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理72（3）凸透鏡成像規(guī)律

凸透鏡成像規(guī)律可以用下表來描述

第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論（3）凸透鏡成像規(guī)律

凸透鏡成像規(guī)律可以用下表來描述

第三節(jié)73①u=f是成實像和虛像，正立像和倒立像，像物同側(cè)和異側(cè)的分界點。

②u=2f是像放大和縮小的分界點。

③當(dāng)像距大于物距時成放大的實像（或虛像），當(dāng)像距小于物距時成倒立縮小的實像。

第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論①u=f是成實像和虛像，正立像和倒立像，像物同側(cè)和異側(cè)的分界74④成實像時：

物距減小像距增大像變大

成虛像時：

物距減小像距減少像變小

第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論④成實像時：

物距減小像距增大75如圖所示，一焦距為f的凸透鏡，主軸和x軸重合。x軸上有一光點位于透鏡的左側(cè)，光點到透鏡的距離在f和2f之間。若將此透鏡沿x軸向右緩慢平移2f的距離，則在此過程中，光點經(jīng)透鏡所成的像點將（）。A.一直向右移動B.一直向左移動C.先向左移動，接著向右移動D.先向右移動，接著向左移動第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論如圖所示，一焦距為f的凸透鏡，主軸和x軸重合。x軸上有一光點76名師答案：C

答案解析：點光源到透鏡的距離大于f而小于2f，若將此透鏡沿x軸向右平移2f的距離，點光源一直在凸透鏡的一倍焦距以外，成倒立的實像。凸透鏡成實像時，點光源在二倍焦距處物像之間的距離最小。在透鏡向右移動2f距離的過程中，物點到透鏡的距離由大于f而小于2f增大到2f，再增大到大于2f，則物像間距應(yīng)先減小后增大，由于物點靜止不動，像點應(yīng)先向左移動，接著向右移動，得正確答案C。第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論名師答案：C

答案解析：點光源到透鏡的距離大于f而小于2f，77如圖所示，小夢同學(xué)在“探究凸透鏡成像規(guī)律”實驗時，燭焰在光屏上成了一個清晰的像，下列說法正確的是（）。A．利用這一成像規(guī)律可制成幻燈機B．實驗中，蠟燭越燒越短，光屏上燭焰的像向上移動C．要使光屏上燭焰的像變小.只須將蠟燭靠近凸透鏡D．為了便于從不同方向觀察光屏上的像.光屏應(yīng)選用較光滑的玻璃板第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論如圖所示，小夢同學(xué)在“探究凸透鏡成像規(guī)律”實驗時，燭焰在光屏78名師答案：B答案解析：由圖知，蠟燭放在2倍焦距之外，此時成縮小、倒立的實像，照相機是根據(jù)這個原理制成的。而幻燈機是根據(jù)物距處于f和2f之間時，成放大、倒立的實像原理制成，故A選項說法錯誤。由于成的實像是倒立的，所以蠟燭越燒越短，光屏上燭焰的像就應(yīng)該越向上移動，故B選項說法正確。要使光屏上的燭焰的像變小，蠟燭應(yīng)遠離凸透鏡，故C選項說法錯誤。為了便于從不同方向觀察光屏上的像，光屏應(yīng)選用較粗糙的毛玻璃板，故D選項說法錯誤。故選B。第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論名師答案：B第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論79在物理“眼睛和眼鏡”一課的教學(xué)中，用如圖所示裝置模擬近視眼矯正的原理，其中凸透鏡代表眼睛的晶狀體，光屏代表視網(wǎng)膜。當(dāng)近視的“人”戴上眼鏡時，燭焰在“視網(wǎng)膜”上成一清晰的像。若此時“取下眼鏡”，只采取下列辦法之一就能使“視網(wǎng)膜”上的像清晰，其做法正確的是（）。A．將蠟燭遠離透鏡B．將光屏靠近透鏡C．將光屏遠離透鏡D．在蠟燭和透鏡之間加一個凸透鏡第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論在物理“眼睛和眼鏡”一課的教學(xué)中，用如圖所示裝置模擬近視眼矯80名師答案：B答案解析：近視眼成像在視網(wǎng)膜前，取下眼鏡后，像的位置在光屏的前面。為了能使像清晰，根據(jù)凸透鏡成像原理，應(yīng)該將蠟燭靠近凸透鏡，像才會逐漸遠離凸透鏡，所以A錯誤。因為像在光屏前，所以應(yīng)該將光屏靠近透鏡，B正確，C錯誤。如果再加入凸透鏡，成像位置更加靠前，所以D錯誤，故選B。第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論名師答案：B第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論81教師資格(統(tǒng)考)課件：-物理學(xué)科-模塊一-第三節(jié)-熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論82（二）光的本性、物理光學(xué)

1.光的干涉、衍射和偏振

（1）光的干涉

干涉現(xiàn)象：兩列波在相遇的疊加區(qū)域，某些區(qū)域使得“振動”加強，出現(xiàn)亮條紋；某些區(qū)域使得振動減弱，出現(xiàn)暗條紋。振動加強和振動減弱的區(qū)域相互間隔，出現(xiàn)明暗相間條紋的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象叫光的干涉現(xiàn)象。

第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論（二）光的本性、物理光學(xué)

1.光的干涉、衍射和偏振

（1）光83產(chǎn)生穩(wěn)定干涉的條件：

兩列波頻率相同，振動步調(diào)一致（振動方向相同），相差恒定。兩個振動情況總是相同的波源，即相干波源。第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論產(chǎn)生穩(wěn)定干涉的條件：

兩列波頻率相同，振動步調(diào)一致（84第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論85在雙縫干涉實驗中，某同學(xué)用黃光作為入射光，為了增大干涉條紋的間距，該同學(xué)可以采用的方法有（）。A．改用紅光作為入射光，增大雙縫到屏的距離B．改用藍光作為入射光，增大雙縫到屏的距離C．改用紅光作為人射光.減小雙縫到屏的距離D．改用藍光作為入射光，減小雙縫到屏的距離第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論在雙縫干涉實驗中，某同學(xué)用黃光作為入射光，為了增大干涉條紋的86名師答案：A答案解析：根據(jù)△x=λ，紅光比黃光波長大，增大雙縫到屏的距離即增大L，均可使干涉條紋的間距增大，故選A。第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論名師答案：A第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論87（2）光的衍射

光的衍射：光繞過障礙物偏離直線傳播路徑而進入陰影區(qū)里的現(xiàn)象，叫光的衍射。光的衍射和光的干涉一樣證明了光具有波動性。衍射有圓孔衍射、狹縫衍射等。

條紋的特點：中央條紋最寬，兩側(cè)條紋最窄，條紋間距不等。

第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論（2）光的衍射

光的衍射：光繞過障礙物偏離直線傳播路徑而88（3）光的偏振

只沿著一個方向振動的光，叫做偏振光。

偏振證明光是一種橫波。

偏振現(xiàn)象的應(yīng)用：照相機鏡頭上的偏振濾波片、電子表的液晶顯示、立體電影等等。第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論（3）光的偏振

只沿著一個方向振動的光，叫做偏振光。

892.光電效應(yīng)

（1）照射在金屬表面的光，能使金屬中的電子從表面逸出的現(xiàn)象叫做光電效應(yīng)現(xiàn)象；所發(fā)射的電子叫光電子。

（2）光電效應(yīng)現(xiàn)象所遵循的基本規(guī)律。

▲對于任何一種金屬，入射光的頻率必須大于某一極限頻率才能產(chǎn)生光電效應(yīng)，低于這個極限頻率，無論強度如何，無論照射時間多長，也不能產(chǎn)生光電效應(yīng)；第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論2.光電效應(yīng)

（1）照射在金屬表面的光，能使金屬中的電子從表90第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論91第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論92第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論93第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論946.光的波粒二象性

（1）光的波粒二象性

光的干涉、衍射和偏振表明光是一種波；光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)又表明光是一種粒子。因此現(xiàn)代物理學(xué)認為：光具有波粒二象性。

第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論6.光的波粒二象性

（1）光的波粒二象性

光的干涉、衍射95（2）正確理解波粒二象性

波粒二象性中所說的波是一種概率波，對大量光子才有意義。波粒二象性中所說的粒子，是指其不連續(xù)性，是一份能量。

第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論（2）正確理解波粒二象性

波粒二象性中所說的波是一種概率96第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論97如圖所示的雙縫干涉實驗，用綠光照射單縫S時，在光屏P上觀察到干涉條紋。要得到相鄰條紋間距更大的干涉圖樣，可以（）。A.增大S1與S2的間距B.減小雙縫屏到光屏的距離C.將綠光換為紅光D.將綠光換為紫光第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論如圖所示的雙縫干涉實驗，用綠光照射單縫S時，在光屏P上觀察到98第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論99根據(jù)愛因斯坦光子說，光子能量E等于(h為普朗克常量，c、λ為真空中的光速和波長)（）。A．h×(c/λ)B．h×(λ/c)C．hλD．h/λ第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論根據(jù)愛因斯坦光子說，光子能量E等于(h為普朗克常量，c、λ為100名師答案：A答案解析：光的頻率V在任何介質(zhì)中不變，在真空中有第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論名師答案：A第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論101教師資格(統(tǒng)考)課件：-物理學(xué)科-模塊一-第三節(jié)-熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論102三、近代物理理論（一）原子結(jié)構(gòu)1.原子核式結(jié)構(gòu)模型α粒子散射實驗：

①絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后基本上仍沿原來的方向前進。

②極少數(shù)僅粒子發(fā)生了較大角度的偏轉(zhuǎn)。第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論三、近代物理理論第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論103第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論104第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論105第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論106如圖為氫原子能級示意圖的一部分，則氫原子（）。A．從n=4能級躍遷到n=3能級比從n=3能級躍遷至n=2能級輻射出電磁波的波長長B．從n=5能級躍遷到n=1能級比從n=5能級躍遷至n=4能級輻射出電磁波的速度大C．處于不同能級時，核外電子在各處的概率是一樣的D．從高能級向低能級躍遷時，氫原子核一定向外放出能量第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論如圖為氫原子能級示意圖的一部分，則氫原子（）。第三節(jié)107名師答案：A答案解析：從n=4能級躍遷到n=3能級比從n=3能級躍遷到n=2能級輻射出光子的能量小，則輻射的光子頻率小，所以輻射的電磁波的波長長，故A選項正確。電磁波在真空中的速度相同，與頻率無關(guān)，故B選項錯誤。處于不同能級時，核外電子在各處出現(xiàn)的概率不同，故C選項錯誤。由高能級向低能級躍遷，氫原子向外輻射能量，與原子核無關(guān)，故D選項錯誤。第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論名師答案：A第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論108（二）原子核

1.天然放射現(xiàn)象

放射性與放射性元素：物質(zhì)發(fā)射射線的性質(zhì)稱為放射性。具有放射性的元素稱為放射性元素。放射性物質(zhì)放出的射線有三種：α射線、β射線、γ射線。

第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論（二）原子核

1.天然放射現(xiàn)象

放射性與放射性元素：第三109三種射線的成分和性質(zhì)

第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論三種射線的成分和性質(zhì)

第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論110第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論第三節(jié)熱學(xué)、光學(xué)、近代物理理論111盧瑟福利用粒子轟擊金箔的實驗研究原子結(jié)構(gòu)，正確反映實驗結(jié)果的示意圖是（）。第三