第一部分 现代物理学(原子物理学)
本部分的重点是光电效应(现象、规律、光电效应方程)、原子的核结构、玻尔理论、氢原子的能级跃迁、核反应方程(衰变、聚变和裂变)。
1.光电效应波粒二象性
1.光电效应
(1)光电效应现象 光电子 光子 极限频率 截止频率 截止电压
光强度:单位时间内照射单位面积的能量。(不是定义,n是光子数)
光的频率决定:. 光的强度(频率保持不变)决定:
(2)定量分析光电效应时应把握三个关系
(a)爱因斯坦光电效应方程:Ek=hν-W0。(本质是能量守恒)
(b)最大初始动能与停止电压的关系:Ek=eUc。
(c)功函数与极限频率的关系:W0 = hνc
2.波粒二象性
(1)粒子的波动性:物理粒子也具有波动性卢瑟福发现质子的核反应方程,这种波动被称为德布罗意波。
(2)光的波粒二象性:单个光子的作用往往表现为粒子性,而大量光子的作用则往往表现为波动性。
(3)电子的干涉条纹证实了物质波是概率波,康普顿效应证明了光的粒子性。
注意:干涉和衍射是波的特性。
第二部分 原子结构 氢原子光谱
1. 原子结构
(1)电子的发现:1897年,英国物理学家汤姆逊发现电子。
(2)原子核结构模型:1911年卢瑟福通过α粒子散射实验提出(实验结果有待了解)。
2. 氢原子光谱
(1)玻尔理论的基本内容
能级假说 跃迁假说:hν=Em-En(m>n) 轨道量化假说
(2)定态间跃迁——满足能级差
(1)由低能级(n小)跃迁(――→)到高能级(n大)―→吸收能量,hν=En大-En小。
(2)由高能级(n大)跃迁(――→)到低能级(n小)―→释放能量,hν=En大-En小。
(3)氢原子的电离
电离态:n=∞,E=0。
基态→电离态: = 0 - E1 = 0 - (-13.6 eV) = 13.6 eV。
n=2→电离态:E吸收=0-E2=0-(-3.4 eV)=3.4 eV。
如果吸收的能量足够大,自由电子克服电离能后,也将具有动能。
注:a. 氢原子必须吸收全部光子能量,否则就什么也不吸收,因为光子是光能的最小单位。氢原子只能吸收物理粒子(如电子)的部分能量。
b.电子绕氢原子核做匀速圆周运动,静电力提供向心力,动能随半径增大而减小,库仑力做负功,电势能增大。
c. 当一组氢原子处于量子数为 n 的激发态时,它可以辐射出最多 (n-1) 个不同频率的光。 当一个氢原子处于量子数为 n 的激发态时,它可以辐射出最多 (n-1) 个不同频率的光。
第三部分 自然放射性现象 核反应 核能
1、α衰变(α射线的电离能力、穿透能力):
2、β衰变(β电离能力、穿透能力):
(γ射线电离能力、穿透能力)
3.卢瑟福发现质子:
4.4. 查德威克发现中子:
5.约里奥-居里发现放射性同位素和正电子:
6.重核裂变:
7.光核聚变:
注:a. 只需能识别
b.核反应方程遵循质量数和电荷数守恒,但核反应前后的总质量一般会发生变化(质量损失),并释放出核能ΔE=Δmc2(J)或ΔE=Δm×931.5(MeV)。
c.表示原子核的符号中,左上角的数字表示原子核的质量数,等于原子核内的核子数目,即原子核内质子数与中子数之和;左下角的数字表示原子核的电荷数,等于原子核内的质子数。
8.核衰变定律:Nco=Na·2(1)τ(t)τ(t),mco=ma·2(1)τ(t)τ(t)(t为衰变时间,τ为半衰期),半衰期与原子的化学状态及外界条件无关;它是针对大量核子行为的统计定律,不适用于少量核子
9、原子核的结合能等于原子核的比结合能与原子核内核子数的乘积。比结合能越大,原子核越稳定。当比结合能较小的原子核裂变成比结合能较大的原子核卢瑟福发现质子的核反应方程,或者比结合能较小的原子核聚变成比结合能较大的原子核时,都会释放出能量。
10. 特定结合能越大,原子核的结合越牢固。
第四部分 热力学动力学理论和能量守恒定律
1. 分子运动论
(1)物体是由大量分子(10-10m数量级)构成的
油**测得分子直径d=S(V) (如何求一滴油酸醇溶液的体积和其中纯油酸的体积)
(2)分子的热运动:分子永无休止的无规则运动。证据:扩散现象、布朗运动。
布朗运动是:否
体现与和的关系。(借助显微镜观察)
(3)分子间存在相互作用
下面把两张图画成一张(画在图2右边)
2、气体分子运动特点:速度分布呈“中间多,两端小”。
3.分子动能:温度是分子热运动平均动能的标志。
4、内能:对于一个物体来说,物体内部所有分子的动能与分子的势能之和叫做该物体的内能。
5.改变内能的两种方法:
6.摄氏温度t与热力学温度T的关系:T=t+273.15K
3.热力学定律
①热力学第一定律:ΔU=Q+W。等压变化
②热力学第二定律(自然过程的方向性)
a. 热量不可能从低温物体传递到高温物体而不引起其他变化。
b. 不可能从单一热源吸收热量并将其全部用于做功而不引起其他变化。
第二种永动机无法制造
注:a.对于气体,气体体积除以分子数等于气体分子所占据的空间。
b.气体压强产生的原因是气体分子不规则的热运动(即自由落体,空间中的气体分子仍然对容器壁产生压强)。(双、单次碰撞的次数压强)
第五部分 固体 液体 气体
1. 固体
a. 水晶
它具有规则的形状和固定的熔点。
单晶:特性各向异性;多晶:特性各向同性。
有些物质在不同的条件下会形成不同的晶体。这是因为组成它们的粒子可以按照不同的规则在空间中分布。例如,石墨和钻石都是由碳原子组成的。
b. 非晶态
它没有确定的几何形状、各向同性的物理性质、没有固定的熔点。
同一种物质也可能出现晶体和非晶体两种不同的形态,一种物质是晶体还是非晶体并不是绝对的,可以相互转化,例如天然水晶与石英玻璃。
2.液体
a.表面张力:使液体的表面面积收缩到最小。
b.润湿与不润湿:是分子力作用的表现,液体是否润湿固体,与两种物质的性质有关。
水可以润湿玻璃,但水不能润湿蜂蜡和石蜡;水银不能润湿玻璃,但水银能润湿铅。
c.毛细现象:润湿液体在毛细管内上升的现象,非润湿液体在毛细管内下降的现象。
d.液晶:既具有液体的流动性,又具有晶体的光学各向异性。
e.饱和蒸汽和饱和气体压力
饱和蒸汽:与液体处于动态平衡的蒸汽。
饱和气体压力:在一定温度下饱和气体的压力。它随温度而变化。
绝对湿度:用空气中所含水蒸气的压力p1来表示。
相对湿度:空气中水蒸气压与同温度下水的饱和压之比。
相对湿度=同温度下水的饱和蒸汽压(水蒸气的实际压力)
3. 气体状态方程
① 波义尔定律(等温): ② 查理定律(等容):
③盖—吕萨克定律(等压): ④理想气体状态方程:
注意:1.壁面上的气体压力始终垂直于表面。
2.利用理想气体状态方程读pT图、pv图、vT图
3. 等压变化所做功的计算: