高考原子物理历年真题
汇编
文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]
选修3—5 波粒二象性
1、（2011新课标卷35题（1））在光电效应试验中，某金属的截止频率相应的波长为λ0，该金属的逸出功为______。若用波长为λ（λ<λ0）单色光做实验，则其截止电压为______。已知电子的电荷量，真空中的光速和布朗克常量分别为e ，c 和h 。 7答案: hc/λ0
00hc e λλ
λλ
-
6 . （2010天津理综物理）用同一光电管研究a 、b 两种单色光产生的光电效应，得到光电流I 与光电管两极间所加电压U 的关系如图。则这两种光 A.照射该光电管时a 光使其逸出的光电子最大初动能大 B.从同种玻璃射入空气发生全反射时，a 光的临界角大 C.通过同一装置发生双缝干涉，a 光的相邻条纹间距大 D.通过同一玻璃三棱镜时，a 光的偏折程度大 【答案】BC
4．（2012·上海物理）根据爱因斯坦的“光子说”可知 （ B ）
（A ）“光子说”本质就是牛顿的“微粒说”
（B ）光的波长越大，光子的能量越小 （C ）一束单色光的能量可以连续变化
（D ）只有光子数很多时，光才具有粒子性
3. （2011广东理综卷第18题）光电效应实验中，下列表述正确的是CD
A.光照时间越长光电流越大
B.入射光足够强就可以有光电流
C.遏止电压与入射光的频率有关
D.入射光频率大于极限频率才能产生光电子
1．（2012·上海物理）在光电效应实验中，用单色光照时某种金属表面，有光电子逸出，则光电子的最大初动能取决于入射光的 （ ） （A ）频率
（B ）强度
（C ）照射时间
（D ）光子数目
2.（2011江苏物理）下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中，符合黑体辐射规律的是(A)
例5、03上海15.（5分）在右图所示的光电管的实验中，发现用一定频率的A 单色光照射光电管式，电流表指针会发
生偏转，而用另一频率的B 单色光照射时不发生光电效应，
那么 （A C ）
光的频率大于B 光的频率 光的频率大于A 光的频率
C.用
A 光照射光电管时流过电流表G 的电流方向是a 流向b D.用A 光照射光电管时流过电流表G 的电流方向是b 流向a
例4.（2010江苏物理卷第12C 题）研究光电效应电路如图所示，用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板（阴极K ），钠极板发射出的光电子被阳极A 吸收，在电路中形成光电流。下列光电流I 与A 、K 之间的电压ak U 的关
光电电
G a b
系图象中，正确的是 c .
例8.（2011上海物理第17题）.用极微弱的可见光做双缝干涉实验，随着时间的增加，在屏上先后出现如图(a)、(b)、(c)所示的图像，则 (A)图像(a)表明光具有粒子性
(B)图像(c)表明光具有波动性
(C)用紫外光观察不到类似的图像 (D)实验表明光是一种概率波
【解析】图像(a)只有分散的亮点，表明光具有粒子性；图像(c)呈现干涉条纹，表明光具有波动性；用紫外光也可以观察到类似的图像，实验表明光是一种概率波，选项ABD 正确。 【答案】ABD
7.（2011年高考·福建理综卷）爱因斯坦提出了光量子概念并成功地解释光电效应的规律而获得1921年的诺贝尔物理学奖。某种金属逸出光电子的最大初动能E km 与入射光频率ν的关系如图所示，其中ν0为极限频率。从图中可以确定的是__Ｄ____。（填选项前的字母）
A ．逸出功与ν有关
B ．E km 与入射光强度成正比
O ν
ν0
E km
C ．ν<ν0时，会逸出光电子
D ．图中直线的斜率与普朗克常量有关
（1）在光电效应试验中，某金属的截止频率相应的波长为0λ，该金属的逸出功为______。若用波长为λ（λ<λ0）单色光做实验，则其截止电压为______。已知电子的电荷量，真空中的光速和布朗克常量分别为e ，c 和h （1）由极限逸νh w =和λ
νc
=
得0
λc
h
w =逸
由爱因斯坦质能方程逸w c
h E k -=λ
和Ue E k =得λ
λλ
λ00-=
e hc U 截止
原子结构与原子核
1．（2011年高考·上海卷）卢瑟福利用α粒子轰击金箔的实验研究原子结构，正确反映实验结果的示意图是(Ｄ)
A ．
B ．
C ．
D ． 3．（2011年高考·上海卷）在存放放射性元素时，若把放射性元素①置于大量水中；②密封于铅盒中；③与轻核元素结合成化合物。则（D ）
A ．措施①可减缓放射性元素衰变
B ．措施②可减缓放射性元素衰变
C ．措施③可减缓放射性元素衰变
D ．上述措施均无法减缓放射性元素衰变
6．（2011年高考·重庆理综卷）核电站核泄漏的污染物中含有碘131和铯137。碘131的半衰期约为8天，会释放β射线；铯137是铯133的同位素，半衰期约为30年，发生衰变期时会辐射γ射线。下列说法正确的是(.D)
A ．碘131释放的β射线由氦核组成
B ．铯137衰变时辐射出的γ光子能量小于可见光光子能量
C ．与铯137相比，碘131衰变更慢
D ．铯133和铯137含有相同的质子数
（全国卷1）14．原子核23892U 经放射性衰变①变为原子核234
90Th ，继而经放射性衰
变②变为原子核23491Pa ，再经放射性衰变③变为原子核23492U 。放射性衰变①、②和
③依次为(A)
A ．α衰变、β衰变和β衰变
B ．β衰变、β衰变和α衰变
C ．β衰变、α衰变和β衰变
D ．α衰变、β衰变和α衰变 (1)(5分)用频率为0v 的光照射大量处于基态的氢原子，在所发射的光谱中仅能观测到频率分别为123v v v 、、的三条谱线，且321v v v ＞＞，则_ B ______.(填入正确选项前的字母)
A 、01v v ＜
B 、321v v v =+
C 、0123v v v v =++
D 、123
111
v v v =+ （天津卷）2.下列关于原子和原子核的说法正确的是(B) A ．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分 B ．波尔理论的假设之一是原子能量的量子化 C ．放射性元素的半衰期随温度的升高而变短 D ．比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固
4.（2008·全国Ⅱ理综·20）中子和质子结合成氘核时，质量亏损为m ?，相应
的能量2mc E ?=?=是氘核的结合能。下列说法正确的是 ( AD )
A.用能量小于 MeV 的光子照射静止氘核时，氘核不能分解为一个质子和一个中子
B.用能量等于 MeV 的光子照射静止氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和为零
C.用能量大于 MeV 的光子照射静止氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和为零
D.用能量大于 MeV 的光子照射静止氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和不为零
（上海物理）4.现已建成的核电站的能量来自于 (C )
（A ）天然放射性元素衰变放出的能量 （B ）人工放射性同位素放出的的能量
（C ）重核裂变放出的能量 （D ）化学反应放出的能量 9．（2011年高考·天津理综卷）下列能揭示原子具有核式结构的实验是Ｃ A ．光电效应实验 B ．伦琴射线的发现 C ．α粒子散射实验 D ．氢原子光谱的发现 （广东卷）18.关于核衰变和核反应的类型，下列表述正确的有
A.He
Th U 4
22349023892+→是α衰变 B.
H
O He N 111784214
7+→+ 是β衰变
C.
n
He H H 104
23121
+→+ 是轻核聚变 D .
e He Kr Se 0
14282368234
2-+→ 是重核裂变 答案：AC
解析：B 为人工核转变，D 为衰变，选AC 。
5.（2008·四川理综·15）下列说法正确的是 （ A ）
A.γ射线在电场和磁场中都不会发生偏转
B.β射线比α射线更容易使气体电离
C.太阳辐射的能量主要来源于重核裂变
D.核反应堆产生的能量来自轻核聚变
7.（2008·广东物理·6)有关氢原子光谱的说法正确的是 （ BC ）
A ．氢原子的发射光谱是连续谱
B ．氢原子光谱说明氢原子只发出特点频率的光
C ．氢原子光谱说明氢原子能级是分立的
D ．氢原子光谱线的频率与氢原子能级的能量差无关
11．（2011年高考·浙江理综卷）关于天然放射现象，下列说法正确的是Ｄ
A ．α射线是由氦原子核衰变产生
B ．β射线是由原子核外电子电离产生
C ．γ射线是由原子核外的内层电子跃迁产生
D ．通过化学反应不能改变物质的放射性
12．（2011年高考·上海卷）天然放射性元素放出的三种射线的穿透能力实验结果如图所示，由此可推知(D)
A ．（2）来自于原子核外的电子
B ．(1)的电离作用最强，是一种电磁波
C ．(3)的电离作用较强，是一种电磁波
D ．(3)的电离作用最弱，属于原子核内释放的光子
（09年北京卷）14．下列现象中，与原子核内部变化有关的是（B ）
纸 铝 铅 三种射① ② ③
A ．α粒子散射现象
B ．天然放射现象
C ．光电效应现象
D ．原子发光现象(原子外层电子受激发) 5.（09·广东物理·2）科学家发现在月球上含有丰富的32He （氦3）。它是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料，其参与的一种核聚变反应的方程式为
3314
2
2122He He H He +→+。关于32He 聚变下列表述正确的是（B ）
A ．聚变反应不会释放能量 B.聚变反应产生了新的原子核
C ．聚变反应没有质量亏损 D.目前核电站都采用32He 聚变反应发电
1、（09年全国卷Ⅰ）氦氖激光器能产生三种波长的激光，其中两种波长分别为
1λ=μm ，2λ=μm ，已知波长为1λ的激光是氖原子在能级间隔为1E ?=的两个能级之
间跃迁产生的。用2E ?表示产生波长为2λ的激光所对应的跃迁的能级间隔，则
2E ?的近似值为
A ．
B ．
C ．
D ． 答案：D
解析：本题考查波尔的原子跃迁理论.根据λ
υυc
h E =
=?,,可知当
,6328.0,196m ev E μλ==?当m μλ39.3=时,连立可知ev E 36.02=?。
2、（09年全国卷Ⅱ）氢原子的部分能级如图所示。已知可见光的光子能量在到之间。由此可推知, 氢原子(AD)
A. 从高能级向n=1能级跃迁时了出的光的波长比可见光的短
B. 从高能级向n=2能级跃迁时发出的光均为可见光
C. 从高能级向n=3能级跃迁时发出的光的频率比
可见光的高
D. 从n=3能级向n=2能级跃迁时发出的光为可见光
4、（09年上海物理）放射性元素衰变时放出三种射线，按穿透能力由强到弱的排列顺序是(B)
A ．射线，射线，射线
B ．射线，射线，射线，
C ．射线，射线，射线
D ．射线，射线，射线
5．（2011全国卷1）．已知氢原子的基态能量为E ，激发态能量21/n E E n =，其
中n=2,3…。用h 表示普朗克常量，c 表示真空中的光速。能使氢原子从第一激发态电离的光子的最大波长为
A ．1
43hc
E -
B ．1
2hc
E -
C ．1
4hc
E -
D ．1
9hc
E -
解析：原子从n=2跃迁到+∞所以
1
24
E hc
E E λ
+∞=-=-
故：14hc E λ=-选C
6、（09年浙江卷）氮原子核由两个质子与两个中子组成，这两个质子之间存在着万有引力、库伦力和核力，则3种力从大到小的排列顺序是（D ）
A ．核力、万有引力、库伦力
B ．万有引力、库伦力、核力
C ．库伦力、核力、万有引力
D ．核力、库伦力、万有引力
广东2．下列说法不．
正确的是 D
Ａ．n He H H 1
0423121+→+是聚变
Ｂ．n 2Sr Xe n U 1
09438140541023592++→+是裂变
Ｃ．He Rn Ra 4
22228622688+→是α衰变
Ｄ．e Mg Na 0
124122411-+→是裂变 4.铀裂变的产物之一氪90（Kr 9036）是不稳定的，它经过一系列衰变最终成为稳定的锆9０（Zr 9040），这些衰变是 （B ）
次α衰变，6次β衰变 次β衰变
次α衰变 次α衰变，2次β衰变
16.（06·重庆理综·17）14
C 是一种半衰期为5730年的放射性同位素。若考古工
作者探测到某古木中14
C 的含量为原来的4
1，则该古树死亡时间距今大约 （ B ）
年 年 年 年
湖南14．现有1200个氢原子被激发到量子数为4的能级上，若这些受激氢原子
最后都回到基态，则在此过程中发出的光子总数是多少假定处在量子数为n 的激发态的氢原子跃迁到各较低能级的原子数都是处在该激发态能级上的原子总数的
1
n 1
。（A ） A ．2200 B ．2000 C ．1200 D ．24 00（1200+400+600=2200）
31.（05·全国Ⅱ·17）图中画出了氢原子的4个能级，并注明了相应的能量E 。
处在n =4的能级的一群氢原子向低能级跃迁时，能够发出若干种不同频率的光
波。已知金属钾的逸出功为。在这些光波中，能够从金属钾的表面打出 光电子的总共有 （ C ）
A ．二种
B ．三种
C ．四种
D ．五种
2.（07·北京理综·14）下列说法正确的是（ D ）
A ．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应
B ．汤姆生发现电子，表明原子具有核式结构
C ．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的波长太短
D ．按照波尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子总能量增加
3.（07·广东A 卷·2）如图所示为氢原子的四个能级，其中E 1为基态，若氢原子A 处于激发态E 2，氢原子B 处于激发态E 3，则下
列说法
正确的是 ( B ) A ．原子A 可能辐射出3种频率的光子 B ．原子B 可能辐射出3种频率的光子
C ．原子A 能够吸收原子B 发出的光子并跃迁道能级E 4
D ．原子B 能够吸收原子A 发出的光子并跃迁道能级
E 4
4.(07江苏·4) μ子与氢原子核（质子）构成的原子称为μ氢原子（hydrogen muon atom ），它在原子核物理的研究中有重要作用。图为μ氢原子的能级示意图。假定光子能量为E 的一束光照射容器
中大量处于n ＝2能级的μ氢原子，μ氢原子
吸收光子后，发出频率为γ1、γ2、γ3、
γ4、γ5、和γ6的光，且频率依次增大，
则E
等于 （ C ）
A ．h （γ3－γ1 ）
B ．h （γ5＋γ6）
C ．hγ3
D ．hγ4
7.（07·全国理综Ⅱ·18）氢原子在某三个相邻能级之间跃迁时，可发生三种不同波长的辐射光。已知其中的两个波长分别为λ1和λ2，且λ1＞λ2，则另一个波长可能是 （ CD ）
－
－
－ － － 0 1
2 3 4 5 ∞ n
E /e
A ．λ1＋λ2
B ．λ1－λ2
C ．1212λλλλ+
D ．1212
λλ
λλ- 23. 关于半衰期，以下说法正确的是 （D ）
A ．同种放射性元素在化合物中的半衰期比单质中长。
B ．升高温度可以使半衰期缩短
C ．氡的半衰期为天，若有4个氡原子核，经过天就只剩下1个
D ．氡的半衰期为天，4克氡原子核，经过天就只剩下1克
46.如图所示是原子核的核子平均质量与原子序数Z 的关系图象.下列说法中正确的是 （AC ）
A.若D 和E 能结合成F,结合过程一定要释放能量
B.若D 和E 能结合成F,结合过程一定要吸收能量
C.若A 能分裂成B 和C,分裂过程一定要释放能量
D.若A 能分裂成B 和C,分裂过程一定要吸收能量 27．放射性元素的半衰期以下说法中止确的是：（B ） A ．半衰期是指原子核中核子数减少一半所需的时间 B ．半衰期是指原子核有半数发生衰变所需的时间
C ．半衰期是指原子核全部衰变所需时间的一半贯穿能力最强
D ．半衰期是指具有放射性的物体总质量减少一半所需的时间
12.（07·重庆理综·18）真空中有一平行板电容器，两极板分别由铂和钾（其极限波长分别为λ1和λ2）制成，板面积为S ，间距为d 。现用波长为λ(λ1＜
λ＜λ2)的单色光持续照射两板内表面，则电容器的最终带电量Q 正比于
（ D ）
A ．???? ??-11λλλλS d
B ．???? ??-212λλλλS d
C ．???
?
??-11λλλλd S D ．???
?
??-22λλλλd S
13.（06·全国理综Ⅱ·14）现有三个核反应
①e m g Na 0124
1224
11
-+→
②
n 3r K Ba n U 109236141561023592++→+
③
n
He H H 10423121
+→+
下列说法正确的是 （ C ）
A ．①是裂变，②是β衰变，③是聚变
B ．①是聚变，②是裂变，③是β衰变
C ．①是β衰变，②是裂变，③是聚变
D ．①是β衰变，②是聚变，③是裂变
20.（06·北京·13）目前核电站利用的核反应是 （ A ）
A.裂变，核燃料为铀
B.聚变，核燃烧为铀
C.裂变，核燃烧为氘
D.聚变，核燃料为氘
21.（05·北京·16）为纪念爱因斯坦对物理学的巨大贡献，联合国将2005年定为“国际物理年”。对于爱因斯坦提出的质能方程E=mc 2，下列说法中不正确的是 （ D ）
A. E=mc 2表明物体具有的能量与其质量成正比
B.根据ΔE ＝Δmc 2可计算核反应的能量
C.一个质子和一个中子结合成一个氘核时释放能量，表明此过程出现了质量亏损
=mc 2中的E 是发生核反应中释放的核能
24.（05·江苏理综·23）下列四个方程中，表示重核裂变的是 （ C ）
A ．e Mg Na 0112242411-+→
B ．H O He N 1117842147+→+
C ．n 3Ba Kr n U 101415692361023595++→+
D ． n He H H 10423121+→+
15.（06·四川·16）某核反应方程为21H+31H →42He+X.已知21H 的质量为. 3
1H 的质
量为, 42He 的质量为,X 的质量为.则下列说法中正确的是 （ B ）
是质子，该反应释放能量 是中子，该反应释放能量 是质子，该反应吸收能量 D. X 是中子，该反应吸收能量 29.（05·天津·20）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 （ D ）
Ａ．2
2
2
med
h n
Ｂ．3
1322
2???
? ?
?e n h md
Ｃ．2
2
22men h d
Ｄ．2
2
22med h n
33.目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素。如有些含有铀、钍的花岗岩会释放出放射性气体氡，氡会发生放射性衰变，放出α、β、γ射线。 则下列说法正确的是 （CDE ）
A. γ射线一般伴随着α或β射线产生，其中γ射线的穿透能力最强，电离能力也最强
B.氡的半衰期为天,若取4个氡原子核,经天后就一定剩下一个原子核了
C ．由核反应方程
He Th U 42234
9023892
+→可知核反应前后质量守恒、核电荷数守恒
D ．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的
E.γ射线一般伴随着α或β射线产生,在这三种射线中,γ射线的穿透能力最强,电离能力最弱
F.发生α衰变时,生成核与原来的核相比,中子数减少了4个
35．北京奥运会场馆周围80％～90％的路灯利用太阳能发电技术，90％的洗浴热
水采用全玻 真空太阳能集热技术。太阳能的产生是由于太阳内部所发生的一系列核反应形成的。其主要的核反应过程可表示为 （A ） A ．e He H 0
1
421124+→ B ．H o He N 1
117842147+→+
C ．n Sr Xe n u 1
0903813654102359210++→+
D ．He Th U 4
22349023892+→
(1)历史上第一次利用加速器实现的核反应，是用加速后动能为的质子1
1H 轰击静止的X ，生成两个动能均为的4
2He.（1MeV=×-13J ）
①上述核反应方程为___________。 ②质量亏损为_______________kg 。 解析：
（1）174413
22H X He He +→+或1744
1322H Li He He +→+，29
2 3.110E m Kg C
-?==?。 考点：原子核
（09年海南物理）19．模块3-5试题
(II)（7分）钚的放射性同位素23994
Pu 静止时衰变为铀核激发态235
92U *和α粒子，而铀核激发态23592
U *立即衰变为铀核235
92U ，并放出能量为0.097MeV 的γ光子。已知：23994
Pu 、235
92U 和α粒子的质量分别为239.0521u Pu m =、235.0439u u m =和4.0026u m α= 21931.5MeV/c u =
（1）写出衰变方程；
（2）已知衰变放出的光子的动量可忽略，球α粒子的动能。 解析：（Ⅱ）（1）衰变方程为 或合起来有
（2）上述衰变过程的质量亏损为 放出的能量为
这能来那个是轴核235
92
U 的动能U E 、α粒子的动能a E 和y 光子的能量y E 之和 由④⑤⑥式得
设衰变后的轴核和α粒子的速度分别为U
v 和v α，则由动量守恒有
又由动能的定义知 由⑧⑨式得 由⑦⑩式得
代入题给数据得（改为+）
评分参考：本题7分。第（1）问2分，①②各1分，若只写出③式，也给这2分；第（2）问5分，⑦○11式各2分；○12式1分。得 5.033MeV E α=的，同样给分。
19.（2008·上海物理·2B ）放射性元素的原子核在衰变或衰变生成新原子核时，往往会同时伴随着___________辐射。已知A 、B 两种放射性元素的半衰期分别为T 1和T 2，t ＝T 1T 2时间后测得这两种放射性元素的质量相等，那么它们原来的质量之比m A :m B ＝_________。 答案 γ 2T2 ：2T 1
39.（06·江苏·18）天文学家测得银河系中氦的含量约为25%。有关研究表明，宇宙中氦生成的途径有两条：一是在宇宙诞生后2分钟左右生成的；二是在宇宙演化到恒星诞生后，由恒星内部的氢核聚变反应生成的。
（1）把氢核聚变反应简化为4个氢核（H 11）聚变成氦核（He 4
2），同时放出2
个正电子（e 01）和2个中微子（o v ），请写出该氢核聚变反应的方程，并计算一次反应释放的能量。
（2）研究表明，银河系的年龄约为t =×1017
s ，每秒钟银河系产生的能量约为1×1037J （即P ＝1×1017J/s ）。现假定该能量全部来自上述氢核聚变反应，试估算银河系中氦的含量（最后结果保留一位有效数字）
（3）根据你的估算结果，对银河系中氦的主要生成途径作出判断。 （可能用到的数据：银河系质量约为M ＝3×1041kg ，原子质量单位1u ＝×10－
27
kg ，1u 相当于×10－10J 的能量，电子质量m ＝，氦核质量m α=，氢核质量m P
＝，中微子o v 的质量为零）
答案：(1)00142112e 2He H 4v ++→
(2)kg m E
Pt
m 39101.6?=?=
α 氦的含量%2103101.641
39
≈??=
=M m k (3)由估算结果可知，k ≈2%远小于25%的实际值，所以银河系中的氦主要是宇宙诞生后不久生成的。
原子物理 一、波粒二象性 1、热辐射：一切物体均在向外辐射电磁波.这种辐射与温度有关。故叫热辐射. 特点：1）物体所辐射的电磁波的波长分布情况随温度的不同而不同；即同时辐射各种波长的电磁波,但某些波长的电磁波辐射强度较强，某些较弱,分布情况与温 度有关。 2)温度一定时，不同物体所辐射的光谱成分不同。 2、黑体：一切物体在热辐射同时,还会吸收并反射一部分外界的电磁波。若某种物体，在热辐射的同时能够完全吸收入射的各种波长的电磁波，而不发生反射，这种物体叫做黑体(或绝对黑体)。在自然界中，绝对黑体实际是并不存在的，但有些物体可近似看成黑体，例如，空腔壁上的小孔. 热辐射特点吸收反射特点 一般物体辐射电磁波的情况与温度，材 料种类及表面状况有关既吸收，又反射，其能力与材料的种类及入射光波长等因素有关 黑体辐射电磁波的强度按波长的 分布只与黑体温度有关完全吸收各种入射电磁波，不反射 黑体辐射的实验规律： 1)温度一定时，黑体辐射的强度，随波长分布有一个极大值。 2）温度升高时，各种波长的辐射强度均增加。 3）温度升高时，辐射强度的极大值向波长较短方向移动。 4、能量子：上述图像在用经典物理学解释时与该图像存在严重的不符（维恩、瑞利的解释)。普朗克认为能量的辐射或者吸收只能是一份一份的．这个不可再分的最小能量值ε叫做能量子．ν εh =) 10 63 .6 (34叫普朗克常量 s J h? ? =-.由量子理论得出的结果与黑体的辐射强度图像吻合的非常完美，这印证了该理论的正确性.
5光电效应：在光的照射下，金属中的电子从金属表面逸出的现象.发射出来的电子叫光电子。光电效应由赫兹首先发现。 爱因斯坦指出： ① 光的能量是不连续的，是一份一份的，每一份能量子叫做一个光子．光子的能量为 ε＝h ν，其中h=6。63×10－34 J ·s 叫普朗克常量，ν是光的频率; ② 当光照射到金属表面上时，一个光子会被一个电子吸收,吸收的过程是瞬间的（不超过10-9 s ).电子在吸收光子之后，其能量变大并向金属外逃逸，从而产生光电效应现象； ③ 一个电子只能吸收一个光子，不会有一个电子连续吸收多个光子的情况,该过程需要克服金属内部原子束缚做功（逸出功W 0，其大小与金属材料有关），然后才有可能从金属表面飞出。因此在只有当一个光子能量较大时，电子才会将其吸收并从金属内部飞出,否则电子无法克服原子束缚从金属中逸出。由能量守恒可得光电效应方程： 0W h E k -=ν ④ 决定能否发生光电现象的决定因素是极限频率而不是光的强度。光的强度只会影响从金属中逸出的电子数目。能使某种金属发生光电效应的最小频率叫做该种金属的截止频率(极限频率）．截止频率的大小与金属种类有关。光的强度：单位时间内垂直照射到金属表面单位面积上入射光中光子总数目. 若ν≥c ν，无论光照强度如何也会有光电效应现象产生 若ν＜c ν，则无论怎样增加光照强度,也不会有光电效应产生 知识拓展之光电管的伏安特性曲线:在光照条件不变时,若正向电压升高,则电路中的光电流会随之变大，当正向电压调到某值后电路中的电流不再增加，该电流叫饱和电流。饱和电流大小反映了入射光的强度(光子数目）。在光照条件不变时，若反向电压升高，则电路中的光电流会随之变小，当反向电压达到某值后，电路中的电流变为零,这个电压叫遏止电压。遏止电压只与入射光频率有关. e W e h U c 0 -=ν0(W h E k -=ν由） 得出和00W h eU E eU c k c -=-=-ν
高考考点：原子物理考 点分析一、历史人物及相关成就 1、汤姆生：发现电子，并提出原子枣糕模型——说明原子可再分 2、卢瑟福： 粒子散射实验— —说明原子的核式结构模型 发现质子 3、查德威克：发现中子 4、约里奥.居里夫妇：发现正电子 5、贝克勒尔：发现天然放射
现象——说明原子核可再分6、爱因斯坦：质能方程2mc E=， 2 mc E? = ? 7、玻尔：提出玻尔原子模型，解释氢原子线状光谱8、密立根：油滴实验——测 量出电子的电 荷量 二、核反应的 四种类型 类型可 控 性 核反应 例 衰 变 α衰 变 自 发 β衰 变 自 发
人工转变人 工 控 制 H o He N1 1 17 8 4 2 14 7 + → +卢 瑟福 发现质子 n C He Be1 12 6 4 2 9 4 + → +查 德威 克发现中子 n P He l1 30 15 4 2 27 13 A+ → +约里 奥.居里夫妇 e Si P0 1 30 14 30 15 + →发
重核裂变比较容易进行人工控制 轻核聚除 变氢 弹 外 无 法 控 制 提醒： 1、核反应过程一般都是不可逆的，所以核反
应方程只能用单箭头表示反应方向，不能用等号连接。2、核反应的生成物一定要以实验事实为基础，不能凭空只依据两个守恒定律杜撰出生成物来写出核 反应方程 3、核反应遵循质量数守恒而不是质量守恒，遵循电荷数守恒 三、三种射线比较 种 类
速 度 0.1c 0.99c C 在电磁场中偏转与a射 线反向 偏转 不偏转 贯穿本领最弱， 用纸能 挡住 较强， 穿透几 毫米的 铝板 最强， 穿透几 厘米的 铅板 对 空 气 的 电 离 作 用 很强较弱
高中物理光学原子物理知识要点精编W O R D 版 IBM system office room 【A0816H-A0912AAAHH-GX8Q8-GNTHHJ8】
光学 一、光的折射 2．光在介质中的光速：n=n/n 1．折射定律：n=nnn大角 nnn小角 3．光射向界面时，并不是全部光都发生折射，一定会有一部分光发生反射。 4．真空/空气的n等于1，其它介质的n都大于1。 5．真空/空气中光速恒定，为n=3×108m/s，不受光的颜色、参考系影响。光从真空/空气中进入介质中时速度一定变小。 6．光线比较时，偏折程度大（折射前后的两条光线方向偏差大）的光折射率n大。 二、光的全反射 1．全反射条件：光由光密（n大的）介质射向光疏（n小的）介质；入射角大于或等于临界角C，其求法为nnn n=n 。 n 2．全反射产生原因：由光密（n大的）介质，以临界角C射向空气时，根据折射定律，空气中的sin角将等于1，即折射角为90°；若再增大入射角，“sin空气角”将大于1，即产生全反射。 3．全反射反映的是折射性质，折射倾向越强越容易全反射。即n越大，临界角C越小，越容易发生全反射。 4．全反射有关的现象与应用：水、玻璃中明亮的气泡；水中光源照亮水面某一范围；光导纤维（n大的内芯，n小的外套，光在内外层界面上全反射）
三、光的本质与色散 1．光的本质是电磁波，其真空中的波长、频率、光速满足n=nn（频率也可能用n表示），来源于机械波中的公式n=n/n。 2．光从一种介质进入另一种介质时，其频率不变，光速与波长同时变大或变小。 3．将混色光分为单色光的现象成为光的色散。不同颜色的光，其本质是频率不同，或真空中的波长不同。同时，不同颜色的光，其在同一介质中的折射率也不同。 4．色散的现象有：棱镜色散、彩虹。 5．红光和紫光的不同属性汇总如下：
原子物理知识点总结全 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
原 子 物 理 一、卢瑟福的原子模型——核式结构 1.1897年,_________发现了电子.他还提出了原子的______________模型. 2.物理学家________用___粒子轰击金箔的实验叫__________________。 3.实验结果: 绝大部分α粒子穿过金箔后________;少数α粒子发生了较大的偏转; 极少数的α粒子甚至被____. 4.实验的启示：绝大多数α粒子直线穿过，说明原子内部存在很大的空隙； 少数α粒子较大偏转，说明原子内部集中存在着对α粒子有斥力的正电荷； 极个别α粒子反弹，说明个别粒子正对着质量比α粒子大很多的物体运动时，受到该物体很大的斥力作用． 5.原子的核式结构: 卢瑟福依据α粒子散射实验的结果，提出了原子的核式结构：在原子中心有一个很小的核，叫________， 原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转． 例1:在α粒子散射实验中,卢瑟福用α粒子轰击金箔,下列四个选项中哪一项属于实验得到的正确结果: A.α粒子穿过金箔时都不改变运动方向 B.极少数α粒子穿过金箔时有较大的偏转,有的甚至被反弹 C.绝大多数α粒子穿过金箔时有较大的偏转 D.α粒子穿过金箔时都有较大的偏转. 例2:根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型。如图1-1所示表示了原子核式结构模型的α粒子散射图景。图中实线表示α粒子的运动轨迹。其中一个α粒子在从a 运动到b 、再运动到c 的过程中（α 粒子在b 点时距原子核最近），下列判断正确的是（ ） A ．α粒子的动能先增大后减小 B ．α粒子的电势能先增大后减小 C ．α粒子的加速度先变小后变大 D ．电场力对α粒子先做正功后做负功 二 玻尔的原子模型 能级 1．玻尔提出假说的背景——原子的核式结构学说与经典物理学的矛盾： ⑴按经典物理学理论，核外电子绕核运动时，要不断地辐射电磁波，电子能量减小，其轨道半径将不断减小，最终落于原子核上，即核式结构将是不稳定的，而事实上是稳定的． ⑵电子绕核运动时辐射出的电磁波的频率应等于电子绕核运动的频率，由于电子轨道半径不断减小，发射出的电磁波的频率应是连续变化的，而事实上，原子辐射的电磁波的频率只是某些特定值。 为解决原子的核式结构模型与经典电磁理论之间的矛盾，玻尔提出了三点假设，后人称之为玻尔模型． 2．玻尔模型的主要内容： ⑴定态假说：原子只能处于一系列__________的能量状态中，在这些状态中原子是_______的，电子虽然绕核运动，但不向外辐射能量．这些状态叫做________． ⑵ 跃迁假说：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射（或吸收）一定频率的光子，光子的能量由这两定态的能量差决定，即________________. ⑶轨道假说：原子的不同能量状态对应于______子的不同轨道.原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道也是不连续的． 3．氢原子的能级公式和轨道公式 原子各定态的能量值叫做原子的能级，对于氢原子，其能级公式为:______________； 对应的轨道公式为：12r n r n 。其中n 称为量子数，只能取正整数.E 1=-13.6eV ，r 1=0.53×10-10m ． 原子的最低能量状态称为_______，对应电子在离核最近的轨道上运动； 图1-1 a b c 原子核 α粒子
力学知识结构图
匀变速直线运动 基本公式：V t =V 0+at S=V 0t+21 at 2 as V V t 22 02 += 2 0t V V V += 运动的合成与分解 已知分运动求合运动叫运动的合成，已知合运动求分运动叫运动的分解。运动的合成与分解遵守平行四边形定则 平抛物体的运动 特点：初速度水平，只受重力。 分析：水平匀速直线运动与竖直方向自由落体的合运动。 规律：水平方向 Vx = V 0，X=V 0t 竖直方向 Vy = gt ，y = 22 1gt 合 速 度 V t = ,2 2y x V V +与x 正向夹角tg θ= x y V v 匀速率圆周运动 特点：合外力总指向圆心（又称向心力）。 描述量：线速度V ，角速度ω，向心加速度α，圆轨道半径r ，圆运动周期T 。 规律：F= m r V 2=m ω2r = m r T 2 2 4π 物 体 的 运 动 A 0 t/s X/cm T λx/cm y/cm A 0 V 天体运动问题分析 1、行星与卫星的运动近似看作匀速圆周运动 遵循万有引力提供向心力,即 =m =m ω2R=m( )R 2、在不考虑天体自转的情况下,在天体表面附近的物体所受万有引力近似等于物体的重力,F 引=mg,即?=mg,整理得GM=gR 2。 3、考虑天体自传时：（1）两极 （2）赤道 平均位移：02 t v v s vt t +== 模 型题 2．非弹性碰撞：碰撞过程中所产生的形变不能够完全恢复的碰撞；碰撞过程中有机械能损失． 非弹性碰撞遵守动量守恒，能量关系为： 12m 1v 21＋12m 2v 22＞12m 1v 1′2＋1 2 m 2v 2′2 3．完全非弹性碰撞：碰撞过程中所产生的形变完全不能够恢复的碰撞；碰撞过程中机械能损失最多．此种情况m 1与m 2碰后速 度相同，设为v ，则：m 1v 1＋m 2v 2＝(m 1＋m 2)v 系统损失的动能最多，损失动能为 ΔE km ＝12m 1v 21＋12m 2v 22－12 (m 1＋m 2)v 2 1 ．弹性碰撞：碰撞过程中所产生的形变能够完全恢复的碰撞；碰撞过程中没有机械能损失．弹性碰撞除了遵从动量守恒定律外，还具备：碰前、碰后系统的总动能相等，即 12m 1v 21＋12m 2v 22＝12m 1v 1′2＋1 2 m 2v 2′2 特殊情况：质量m 1的小球以速度v 1与质量m 2的静止小球发生弹性正碰，根据动量守恒和动能守恒有m 1v 1＝m 1v 1′＋m 2v 2′，1 2m 1v 21＝ 12m 1v 1′2＋1 2m 2v 2′2.碰后两个小球的速度分别为： v 1′＝m 1－m 2m 1＋m 2v 1，v 2′＝2m 1 m 1＋m 2v 1 动 量碰撞 如图所示，在水平光滑直导轨上，静止着三个质量为m ＝1 kg 的相同的小球A 、B 、C 。现让A 球以v 0＝2 m/s 的速 度向B 球运动， A 、 B 两球碰撞后粘在一起继续向右运动并与 C 球碰撞，C 球的最终速度v C ＝1 m/s 。问： om (1)A 、B 两球与C 球相碰前的共同速度多大？ (2)两次碰撞过程中一共损失了多少动能？ 【答案】(1)1 m/s (2)1.25 J .线球模型与杆球模型：前面是没有支撑的小球，后两幅图是 有支撑的小球 过最高点的临界条件 由mg=mv 2/r 得v 临=? 由小球恰能做圆周运动即可 得 v 临=0 .车过拱桥问题分析 对甲分析,因为汽车对桥面的压力F N'=mg-?,所以(1)当v=?时,汽车对桥面的压力F N'=0; (2)当0≤v?时,汽车将脱离桥面危险。 对乙分析则:F N-mg=m , 甲 1.做平抛(或类平抛)运动的物体 任意时刻的瞬时速度的反向延长线一定通过此时水平位移的中点 2. 自由落体
一、光电效应现象 1、光电效应： 光电效应：物体在光（包括不可见光）的照射下发射电子的现象称为光电效应。 2、光电效应的研究结论： ①任何一种金属，都有一个极限频率，入射光的频率必须大于这个极限频．．．．．．．．．．．．．．．率．，才能产生光电效应；低于这个频率的光不能产生光电效应。②光电子的最．．．．．大初动能与入射光的强度无关．．．．．．．．．．．．．，只随着入射光频率的增大．．而增大．．。注意：从金属出来的电子速度会有差异，这里说的是从金属表面直接飞出来的光电子。③ 入射光照到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的．．．．．．．．．．．．，一般不超过10-9 s ；④当入射光的频率大于极限频率时，光电流的强度与入射光的强度成正比。 3、 光电效应的应用： 光电管：光电管的阴极表面敷有碱金属，对电子的束缚能力比较弱，在光的照射下容易发射电子，阴极发出的电子被阳极收集，在回路中形成电流，称为光电流。 注意：①光电管两极加上正向电压，可以增强光电流。②光电流的大小跟入射光的强度和正向电压有关，与入射光的频率无关。入射光的强度越大，光电流越大。③遏止电压U 0。回路中的光电流随着反向电压的增加而减小，当反 向电压U 0满足：02 max 2 1eU mv =，光电流将会减小到零，所以遏止电压与入射光的频率有关。 4、波动理论无法解释的现象： ①不论入射光的频率多少，只要光强足够大，总可以使电子获得足够多的能量，从而产生光电效应，实际上如果光的频率小于金属的极限频率，无论光强多大，都不能产生光电效应。 ②光强越大，电子可获得更多的能量，光电子的最大初始动能应该由入射光的强度来决定，实际上光电子的最大初始动能与光强无关，与频率有关。 ③光强大时，电子能量积累的时间就短，光强小时，能量积累的时间就长，实际上无论光入射的强度怎样微弱，几乎在开始照射的一瞬间就产生了光电子. 二、光子说 1、普朗克常量 普郎克在研究电磁波辐射时，提出能量量子假说：物体热辐射所发出的电磁波的能量是不连续的，只能是hv 的整数倍，hv 称为一个能量量子。即能量是一份一份的。其中v 辐射频率，h 是一个常量，称为普朗克常量。 2、光子说 在空间中传播的光的能量不是连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光子，光子的能量ε跟光的频率ν成正比。hv =ε，其中：h 是普朗克常量，v 是光的频率。
一、光电效应现象 1、光电效应： 光电效应：物体在光（包括不可见光）的照射下发射电子的现象称为光电效应。 2、光电效应的研究结论： ①任何一种金属，都有一个极限频率,入射光的频率必须大于这个极限频率，才能产生光电效应；低于这个频率的光不能产生光电效应。②光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随着入射光频率的增大而增大。注意：从金属出来的电子速度会有差异，这里说的是从金属表面直接飞出来的光电子。③入射光照到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过10-9s;④当入射光的频率大于极限频率时，光电流的强度与入射光的强度成正比。 3、光电效应的应用： 光电管：光电管的阴极表面敷有碱金属，对电子的束缚能力比较弱，在光的照射下容易发射电子，阴极发出的电子被阳极收集，在回路中形成电流，称为光电流。 注意：①光电管两极加上正向电压，可以增强光电流。②光电流的大小跟入射光的强度和正向电压有关，与入射光的频率无关。入射光的强度越大，光电流越大。③遏止电压U0。回路中的光电流随着反向电压的增加而减小，当反向电压 1 U0满足：-mv max =eU o，光电流将会减小到零，所以遏止电压与入射光的频率有2 关。 4、波动理论无法解释的现象： ①不论入射光的频率多少，只要光强足够大，总可以使电子获得足够多的能量，从而产生光电效应，实际上如果光的频率小于金属的极限频率, 无论光强多大，都不能产生光电效应。 ②光强越大，电子可获得更多的能量，光电子的最大初始动能应该由入射光的强度来决定，实际上光电子的最大初始动能与光强无关，与频率有关。 ③光强大时，电子能量积累的时间就短，光强小时，能量积累的时间就长， 实际上无论光入射的强度怎样微弱，几乎在开始照射的一瞬间就产生了光电子? 二、光子说 1、普朗克常量 普郎克在研究电磁波辐射时，提出能量量子假说：物体热辐射所发出的电磁波的能量是不连续的，只能是hv的整数倍，hv称为一个能量量子。即能量是一份一份的。其中v辐射频率，h是一个常量，称为普朗克常量。 2、光子说 在空间中传播的光的能量不是连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光子，光子的能量&跟光的频率v成正比。；=hv，其中：h是普朗克常量，v是光的频率。 三、光电效应方程 1、逸出功VW.电子脱离金属离子束缚，逸出金属表面克服离子引力做的功。
原 子 物 理 一、卢瑟福的原子模型——核式结构 1.1897年,_________发现了电子.他还提出了原子的 ______________模型. 2.物理学家________用___粒子轰击金箔的实验叫 __________________。 3. 实验结果:绝大部分α粒子穿过金箔后________;少数α粒子发生了较大的偏转;极少数的α粒子甚至被____. 4. 实验的启示：绝大多数α粒子直线穿过，说明原子内部存在很大的空隙； 少数α粒子较大偏转，说明原子内部集中存 在着对 α粒子有斥力的正电荷； 极个别α粒子反弹，说明个别粒子正对着质量比 α粒子大很多的物体运动时，受到该物体很大的斥 力作用． 5.原子的核式结构: 卢瑟福依据α粒子散射实验的结果，提出了原子的核式结构：在原子中心有一个很小 的核，叫 ________， 原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间绕核旋 转． 例1:在α粒子散射实验中,卢瑟福用α粒子轰击金箔,下列四个选项中哪一项属于实验得到的正确结果: A.α粒子穿过金箔时都不改变运动方向 B . 极少数α粒子穿过金箔时有较大的偏转 ,有的甚至被反 弹 C.绝大多数α粒子穿过金箔时有较大的 偏转 D. α粒子穿过金箔时都有较大的偏转. 例2:根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模 型。如图 1-1所示表示了 原子核式结构模型的 α粒子散射图景。图中实 线表示 α粒子的运动轨迹。其中一个 c α粒子在从a 运动到b 、再运动到c 的过程中（α粒子在b 点时距原子核最近），下 列判断正确的是 （ ） a b A ．α粒子的动能先增大后减小 原子核 B ．α粒子的电势能先增大后减小 C ．α粒子的加速度先变小后变大 α粒子 D ．电场力对α粒子先做正功后做负功 图1-1 二玻尔的原子模型 能级 1．玻尔提出假说的背景——原子的核式结构学说与经典物理学的矛盾：⑴按经典物理学理论，核外电子绕核运动时，要不断地辐射电磁波，电子能量减小，其轨道半径将不断减小，最终落于原子核上，即核式结构将是不稳定的，而事实上是稳定的．⑵电子绕核运动时辐射出的电磁波的频率应等于电子绕核运动的频率，由于电子轨道半径不断减小，发射出的电磁波的频率应是连续变化的，而事实上，原子辐射的电磁波的频率只是某些特定值。 为解决原子的核式结构模型与经典电磁理论之间的矛盾，玻尔提出了三点假设，后人称之为玻尔模型． 2．玻尔模型的主要内容： ⑴定态假说：原子只能处于一系列 __________的能量状态中，在 这些状态中原子是 _______的，电子虽然绕核运动， 但不向外辐射能量．这些状态叫做 ________． ⑵跃迁假说：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射（或吸收）一定频率的光子，光子的能量由这两定态的能量差决定，即________________. ⑶轨道假说：原子的不同能量状态对应于 ______子的不同轨道 .原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道也是不 连续的． 3．氢原子的能级公式和轨道 公式 原子各定态的能量值叫做原子的能级，对于氢原子，其能级 公式为 :______________； 对应的轨道公式为： r n n 2 r 1。其中n 称为量子数，只能取正.E1=-13.6eV ，r1=0.53×10-10m ．
原 子 物 理 一、卢瑟福的原子模型-—核式结构 1.1897年,_________发现了电子.他还提出了原子的______________模型。 2。物理学家________用___粒子轰击金箔的实验叫__________________。 3.实验结果: 绝大部分α粒子穿过金箔后________;少数α粒子发生了较大的偏转; 极少数的α粒子甚至被____. 4。实验的启示：绝大多数α粒子直线穿过，说明原子内部存在很大的空隙； 少数α粒子较大偏转，说明原子内部集中存在着对α粒子有斥力的正电荷； 极个别α粒子反弹,说明个别粒子正对着质量比α粒子大很多的物体运动时，受到该物体很大的斥力作用． 5.原子的核式结构: 卢瑟福依据α粒子散射实验的结果,提出了原子的核式结构：在原子中心有一个很小的核,叫________， 原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转． 例1：在α粒子散射实验中，卢瑟福用α粒子轰击金箔，下列四个选项中哪一项属于实验得到的正确结果: A.α粒子穿过金箔时都不改变运动方向 B.极少数α粒子穿过金箔时有较大的偏转，有的甚至被反弹 C.绝大多数α粒子穿过金箔时有较大的偏转 D 。α粒子穿过金箔时都有较大的偏转。 例2：根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型。如图1—1所示表示了原子核式结构模型的α粒子散射图景.图中实线表示α粒子的运动轨迹。其中一个 α粒子在从a 运动到b 、再运动到c 的过程中（α粒子在b 点时距原子核最近），下列判断正确的是（ ） A ．α粒子的动能先增大后减小 B ．α粒子的电势能先增大后减小 C ．α粒子的加速度先变小后变大 D ．电场力对α粒子先做正功后做负功 二 玻尔的原子模型 能级 1．玻尔提出假说的背景——原子的核式结构学说与经典物理学的矛盾： ⑴按经典物理学理论，核外电子绕核运动时，要不断地辐射电磁波,电子能量减小，其轨道半径将不断减小，最终落于原子核上，即核式结构将是不稳定的,而事实上是稳定的． ⑵电子绕核运动时辐射出的电磁波的频率应等于电子绕核运动的频率，由于电子轨道半径不断减小，发射出的电磁波的频率应是连续变化的，而事实上，原子辐射的电磁波的频率只是某些特定值。 为解决原子的核式结构模型与经典电磁理论之间的矛盾，玻尔提出了三点假设，后人称之为玻尔模型． 2．玻尔模型的主要内容： ⑴定态假说：原子只能处于一系列__________的能量状态中，在这些状态中原子是_______的，电子虽然绕核运动,但不向外辐射能量．这些状态叫做________． ⑵ 跃迁假说：原子从一种定态跃迁到另一种定态时,它辐射（或吸收)一定频率的光子，光子的能量由这两定态的能量差决定,即________________。 ⑶轨道假说：原子的不同能量状态对应于______子的不同轨道.原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道也是不连续的． 3．氢原子的能级公式和轨道公式 原子各定态的能量值叫做原子的能级，对于氢原子,其能级公式为：______________; 对应的轨道公式为：12r n r n =。其中n 称为量子数,只能取正整数。E 1=-13。6eV ，r 1=0。53×10-10 m ． 原子的最低能量状态称为_______,对应电子在离核最近的轨道上运动； 原子的较高能量状态称为_______，对应电子在离核较远的轨道上运动． 4．氢原子核外的电子绕核运动的轨道与其能量相对应 核外电子绕核做圆周运动的向心力，来源于库仑力(量子化的卫星运动模型） 由r v m r e k F 222 =＝库得动能r ke mv E k 2 22121==， 即r 越大时，动能________。 又因为12r n r n =,21 n E E n = 即量子数n 越大时，动能_______，势能______，总能量_______． 5．用玻尔量子理论讨论原子跃迁时释放光子的频率种数 氢原子处于n=k 能级向较低激发态或基态跃迁时,可能产生的光谱线条数的计算公式为：2 ) 1(2 -= =k k C N k 例1:氢原子的核外电子从距核较近的轨道跃迁到距核较远的轨道的过程中 （ ) A ．原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能增大 图1-1 c 原子核 α粒子
、波粒二象性 1、热辐射： 一切物体均在向外辐射电磁波。这种辐射与温度有关。故叫热辐射。 特点： 1）物体所辐射的电磁波的波长分布情况随温度的不同而不同；即同时辐射各种 波长 的电磁波，但某些波长的电磁波辐射强度较强，某些较弱，分布情况与 温度有关。 2）温度一定时，不同物体所辐射的光谱成分不同。 2、黑体： 一切物体在热辐射同时，还会吸收并反射一部分外界的电磁波。若某种物体，在 热辐射的同时能够完全吸收入射的各种波长的电磁波， 而不发生反射， 这种物体叫做黑体 （ 或 绝对黑体 ）。在自然界中，绝对黑体实际是并不存在的，但有些物体可近似看成黑体，例如， 空腔壁上的小孔。 注意，黑体并不一定是黑色的。 热辐射特点 吸收反射特点 一般物体 辐射电磁波的情况与温度， 材 料种类及表面状况有关 既吸收，又反射，其能力与材 料的种类及入射光波长等因 素 有关 黑体 辐射电磁波的强度按波长的 分布只与黑体温度有关 完全吸收各种入射电磁波， 不 反射 黑体辐射的强度，随波长分布有一个极大值。 各种波长的辐射强度均增加。 辐射强度的极大值向波长较短方向移动。 4、能量子 :上述图像在用经典物理学解释时与该图像存在严重的不符 （维恩、 瑞利的解释） 普朗克认为能量的辐射或者吸收只能是一份一份的．这个不可再分的最小能量值 ε 叫做能 量子． h （h 6.63 10 34 J s 叫普朗克常量 ） 。 由量子理论得出的结果与黑体的辐射强度 图像吻合的非常完美，这印证了该理论的正确性。 原子物理 黑体辐射的实验规 律： 1）温度一定 时， 2）温度升高
5 光电效应： 在光的照射下，金属中的电子从金属表面逸出的现象。 射出 来的电子叫光电子。光电效应由赫兹首先发现。 爱因斯坦指出 : ① 光的能量是不连续的， 是一份一份的， 每一份能量子叫做一个光 子． 光子的能量为 ε＝ h ν ，其中 h= 6.63× 10－ 34 J · s 叫普朗克常量， ν是光的频率； ② 当光照射到金属表面上时， 一个光子会被一个电子吸收， 吸收的过程是瞬间的 （不 -9 超过 10-9 s ）。电子在吸收光子之后，其能量变大并向金属外逃逸，从而产生光电效应现象； ③ 一个电子只能吸收一个光子， 不会有一个电子连续吸收多个光子的情况， 该过程需 要克服金属内部原子束缚做功（逸出功 W 0，其大小与金属材料有关），然后才有可能从金 属表面飞出。因此在只有当一个光子能量较大时，电子才会将其吸收并从金属内部飞出， 否则电子无法克服原子束缚从金属中逸出。 由能量守恒可得 光电效应方程 : E k h W 0 ④ 决定能否发生光电现象的决定因素是极限频率而不是光的强度。 光的强度只会影响 从金属中逸出的电子数目。 能使某种金属发生光电效应的最小频率叫做该种金属的截止频率 （极限频 率 ）．截止频率的大小与金属种类有关。光的强度：单位时间内垂直照射到金属表面 单位面积上入射光中光子总数目。 若ν≥ c ，无论光照强度如何也会有光电效应现象产生 若ν< c ，则无论怎样增加光照强度，也不会有光电效应产生 知识拓展之 光电管的伏安特性曲线： 在光照条件不变时， 若正向电压升高， 则电路中的光电 流会随之变大， 当正向电压调到某值后电路中的电流不再增加， 该电流叫饱和电流。 饱和电 流大小反映了入射光的强度（光子数目）。在光照条件不变时，若反向电压升高，则电路中 的光电流会随之变小， 当反向电压达到某值后， 电路中的电流变为零， 这个电压叫遏止电压。 遏止电压只与入射光频率有关。 h W 0 e e （由E k h W 0 和 eU c 0 E k 得出 eU c h W 0） U c
1．原子的基本状况 1.1解：根据卢瑟福散射公式： 2 02 22 442K Mv ctg b b Ze Ze αθ πεπε== 得到： 21921501522 12619 079(1.6010) 3.97104(48.8510)(7.681010) Ze ctg ctg b K ο θαπεπ---??===??????米 式中2 12K Mv α=是 α粒子的功能。 1.2已知散射角为θ的α粒子与散射核的最短距离为 2202 1 21 ()(1)4sin m Ze r Mv θ πε=+ ， 试问上题α粒子与散射的金原子核之间的最短距离m r 多大？ 解：将1.1题中各量代入m r 的表达式，得： 2min 202 1 21()(1)4sin Ze r Mv θπε=+ 1929 619479(1.6010)1910(1)7.6810 1.6010sin 75ο --???=???+???143.0210-=?米 1.3 若用动能为1兆电子伏特的质子射向金箔。问质子与金箔。问质子与金箔原子核可能达到的最小距离多大？又问如果用同样能量的氘核（氘核带一个e +电荷而质量是质子的两倍，是氢的一种同位素的原子核）代替质子，其与金箔原子核的最小距离多大？
解：当入射粒子与靶核对心碰撞时，散射角为180ο。当入射粒子的动能全部转化为两粒子间的势能时，两粒子间的作用距离最小。 根据上面的分析可得： 22 0min 124p Ze Mv K r πε==，故有： 2 min 04p Ze r K πε= 192 9 13619 79(1.6010)910 1.141010 1.6010 ---??=??=???米 由上式看出：min r 与入射粒子的质量无关，所以当用相同能量质量和相同电量得到核代替质子时，其与靶核的作用的最小距离仍为131.1410-?米。 1.4 钋放射的一种α粒子的速度为71.59710?米/秒，正面垂直入射于厚度为710-米、密度为41.93210?3/公斤米的金箔。试求所有散射在90οθ>的α粒子占全部入射粒子数的百分比。已知金的原子量为197。 解：散射角在d θθθ+之间的α粒子数dn 与入射到箔上的总粒子数n 的比是： dn Ntd n σ= 其中单位体积中的金原子数：0//Au Au N m N A ρρ== 而散射角大于090的粒子数为：2'dn dn nNt d ππ σ=?=?
高考考点：原子物理考点分析 一、 历史人物及相关成就 1、 汤姆生：发现电子，并提出原子枣糕模型 ——说明原子可再分 2、 卢瑟福：α粒子散射实验——说明原子的核式结构模型 发现质子 3、 查德威克：发现中子 4、 约里奥.居里夫妇：发现正电子 5、 贝克勒尔：发现天然放射现象——说明原子核可再分 6、 爱因斯坦：质能方程2mc E =，2 mc E ?=? 7、 玻尔：提出玻尔原子模型，解释氢原子线状光谱 8、 密立根：油滴实验——测量出电子的电荷量 二、 核反应的四种类型 提醒： 1、 核反应过程一般都是不可逆的，所以核反应方程只能用单箭头表示反应方向，不能用等号连 接。 2、 核反应的生成物一定要以实验事实为基础，不能凭空只依据两个守恒定律杜撰出生成物来写 出核反应方程 3 、 核反应遵循质量数守恒而不是质量守恒，遵循电荷数守恒 提醒： 1、 半衰期：表示原子衰变一半所用时间 2、 半衰期由原子核内部本身的因素据顶，跟原子所处的物理状态(如压强、温度)或化学状态（如 单质、化合物）无关
3、 半衰期是大量原子核衰变时的统计规律，个别原子核经多长时间衰变无法预测，对个别或极少 数原子核，无半衰期而言。 4、 放射性同位素的应用：（1）工业、摊上、农业、医疗等（2）作为示踪原子 四、 原子结构 1、 原子的核式结构模型 （1）α粒子散射实验结果： 绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，少数α粒子发生了较大偏转，极少数α粒子甚至被反弹回来。 （2）原子的核式结构模型： 在原子中心有一个很小的原子核，原子全部的正电荷和几乎全部质量都集中在核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转。 （3）原子核的尺度：原子核直径的数量级为10-15 m ，原子直径的数量级约为10-10 m 。 （4）原子核的组成：原子核是由质子和中子组成的，原子核的电荷数等于核内的质子数。 2、玻尔原子模型 （1）原子只能处于一系列能量不连续的状态中，具有确定能量的未定状态叫定态。原子处于最低能级的状态叫基态，其他的状态叫激发态。 （2）频率条件： 高能m 到低能m 态：辐射光子λ c h E E hv n m =-= （3）原子的不同能量状态对应于电子的不同运行轨道。 五、氢原子光谱 1、氢原子光谱的实验规律 巴耳末系是氢光谱在可见光区的谱线，其波长公式 ）为里德伯常量（1722101.01R ..R .,54,3n )n 1-21R(1 -?===m λ 2、 氢原子的能级和轨道半径 （1） 氢原子的能级公式：...)3,2,1(1 12==n E n En 其中E 1 =-3.6ev （2） 氢原子的半径公式：...)3,2,1(12 =?=n r n r n ,其中r1=0.53×10-10 m （3） 氢原子能级图： 提醒： A 、 原子跃迁条件：n m E E hv -=，只适用于光子和原 子作用而使原子在各定态之间跃迁的情况。对于光 子和原子作用而使原子电离时，只要入射光的能量 eV E 6.13≥，原子就能吸收，对于实物粒子与原子作用使原子激发时，粒子能量大于或 等于能级差即可。 B 、 原子跃迁发出的光谱线条数2 ) 1(2 -= =n n C N n ，是一群氢原子，而不是一个，因为某一个氢原子有固定的跃迁路径。 六、核力与核能 1、核力：原子核内核子间存在的相互作用力 2、特点：强相互作用、短程力，作用范围1.5×10-15 m 之内 3、核能 （1）质能方程：一定的能量和一定的质量相联系，物体的总能量和他的质量成正比。即2 mc E = 含义：物体具有的能量与他的质量之间存在简单的正比关系，物体的能量增大，质量也增大，物体的能量减小，质量也减小。 （2）核子在结合成核子时出现质量亏损m ?，吸收的能量也要相应减小。2 mc E ?=? 原子核分解成核子时要吸收一定的能量，相应的质量增加m ?，吸收能量2mc E ?=? （4） 获得方式：重核裂变和轻核聚变 聚变反应比裂变反应平均每个核子放出的能量大约要大3-4倍。 1 -13.61 2 -3.40 3 -1.51 4 -0.85 5 -0.54 ∞ 0 n E /eV 图3
检查重点： 1.光电效应 2.玻尔原子假设与能级跃迁规律 3.半衰期 4.爱因斯坦质能方程及其计算 5. 物理学史（物理学家的贡献） 第17章 光电效应 波粒二象性 一、黑体辐射与能量子 1.黑体辐射的实验规律 ①一般材料的物体，辐射的电磁波除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关． ②黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关． a ．随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加． b ．随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动． 2．能量子 （1）定义：普朗克认为，带电微粒辐射或者吸收能量时，只能辐射或吸收某个最小能量值的整数倍．即能量的辐射或者吸收只能是一份一份的．这个不可再分的最小能量值ε叫做能量子． （2）能量子的大小：ε＝h ν，其中ν是电磁波的频率，h 称为普朗克常量．h ＝6.63×10－ 34 J ·s. 二、光电效应 1．光电效应现象 光电效应：在光的照射下金属中的电子从金属表面逸出的现象，叫做光电效应，发射出来的电子叫做光电子． 2．光电效应实验规律 (1)每种金属都有一个极限频率． (2)光子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光的频率增大而增大． (3)光照射到金属表面时，光电子的发射几乎是瞬时的． (4)光电流的强度与入射光的强度成正比． 3．爱因斯坦光电效应方程 (1)光子说：空间传播的光的能量是不连续的，是一份一份的，每一份叫做一个光子．光子的能量为ε＝h ν，其 中h 是普朗克常量，其值为6.63×10－ 34 J ·s. (2)光电效应方程：E k ＝h ν－W 0. 其中h ν为入射光的能量，E k 为光电子的最大初动能，W 0是金属的逸出功． 4．遏止电压与截止频率 (1)遏止电压：使光电流减小到零的反向电压U c . (2)截止频率：能使某种金属发生光电效应的最小频率叫做该种金属的截止频率(又叫极限频率)．不同的金属对应着不同的极限频率． (3)逸出功：电子从金属中逸出所需做功的最小值，叫做该金属的逸出功． 5．由E k －ν图象(如图)可以得到的信息 (1)极限频率：图线与ν轴交点的横坐标νc . (2)逸出功：图线与E k 轴交点的纵坐标的绝对值E ＝W 0. (3)普朗克常量：图线的斜率k ＝h . 三、光的波粒二象性与物质波 1．光的波粒二象性 (1)光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有波动性． (2)光电效应和康普顿效应说明光具有粒子性． (3)光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的波粒二象性． 2.光的散射：光在介质中与物质微粒相互作用，因而传播方向发生改变的现象。 康普顿效应：在研究电子对X 射线的散射时发现有些散射波的波长比入射波的波长略大，康普顿认为这是因为光子不仅有能量，还有动量；说明了光具有粒子性。 光子的动量：由于光子的能量是h ν，由相对论知E=mc 2 ，因此m= 2 c h ν，动量p=c h ν=λh 。
百度文库 - 让每个人平等地提升自我 第一讲 原 子 物 理 自1897年发现电子并确认电子是原子的组成粒子以后，物理学的中心问题就是探索原子内部的奥秘，经过众多科学家的努力，逐步弄清了原子结构及其运动变化的规律并建立了描述分子、原子等微观系统运动规律的理论体系——量子力学。本章简单介绍一些关于原子和原子核的基本知识。 § 原子 1．1．1、原子的核式结构 1897年，汤姆生通过对阴极射线的分析研究发现了电子，由此认识到原子也应该具有内部结构，而不是不可分的。1909年，卢瑟福和他的同事以α粒子轰击重金属箔，即α粒子的散射实验，发现绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，但有少数发生偏转，并且有极少数偏转角超过了90°，有的甚至被弹回，偏转几乎达到180°。 1911年，卢瑟福为解释上述实验结果而提出了原子的核式结构学说，这个学说的内容是：在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外的空间里软核旋转，根据α粒子散射的实验数据可估计出原子核的大小应在10-14nm 以下。 1、1． 2、氢原子的玻尔理论 1、核式结论模型的局限性 通过实验建立起来的卢瑟福原子模型无疑是正确的，但它与经典论发生了严重的分歧。电子与核运动会产生与轨道旋转频率相同的电磁辐射，运动不停，辐射不止，原子能量单调减少，轨道半径缩短，旋转频率加快。由此可得两点结论： ①电子最终将落入核内，这表明原子是一个不稳定的系统； ②电子落入核内辐射频率连续变化的电磁波。原子是一个不稳定的系统显然与事实不符，实验所得原子光谱又为波长不连续分布的离散光谱。如此尖锐的矛盾，揭示着原子的运动不服从经典理论所表述的规律。 为解释原子的稳定性和原子光谱的离经叛道的离散性，玻尔于1913年以氢原子为研究对象提出了他的原子理论，虽然这是一个过渡性的理论，但为建立近代量子理论迈出了意义重大的一步。 2、玻尔理论的内容： 一、原子只能处于一条列不连续的能量状态中，在这些状态中原子是稳定的，电子虽做加速运动，但并不向外辐射能量，这些状态叫定态。 二、原子从一种定态（设能量为E 2）跃迁到另一种定态（设能量为E 1）时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这种定态的能量差决定，即 γh =E 2-E 1 三、氢原子中电子轨道量子优化条件：氢原子中，电子运动轨道的圆半径r 和运动初速率v 需满足下述关系： π2h n rmv =，n=1、2…… 其中m 为电子质量，h 为普朗克常量，这一条件表明，电子绕核的轨道半径是不连
1 高考考点：原子物理考点分析 一、 历史人物及相关成就 1、 汤姆生：发现电子，并提出原子枣糕模型 ——说明原子可再分 2、 卢瑟福：α粒子散射实验——说明原子的核式结构模型 发现质子 3、 查德威克：发现中子 4、 约里奥.居里夫妇：发现正电子 5、 贝克勒尔：发现天然放射现象——说明原子核可再分 6、 爱因斯坦：质能方程2mc E =，2mc E ?=? 7、 玻尔：提出玻尔原子模型，解释氢原子线状光谱 8、 密立根：油滴实验——测量出电子的电荷量 二、 核反应的四种类型
提醒： 1、核反应过程一般都是不可逆的，所以核反应方程只能用单箭头表示反应方向，不能用等号连接。 2、核反应的生成物一定要以实验事实为基础，不能凭空只依据两个守恒定律杜撰出生成物来写出核反应方程 3、核反应遵循质量数守恒而不是质量守恒，遵循电荷数守恒 三、三种射线比较 2
提醒： 1、半衰期：表示原子衰变一半所用时间 2、半衰期由原子核内部本身的因素据顶，跟原子所处的物理状态(如压强、温度)或化学状态（如单质、化合物）无关 3、半衰期是大量原子核衰变时的统计规律，个别原子核经多长时间衰变无法预测，对个别或极少数原子核，无半衰期而言。 4、放射性同位素的应用：（1）工业、摊上、农业、医疗等（2）作为示踪原子 四、原子结构 1、原子的核式结构模型 （1）α粒子散射实验结果： 绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，少数α粒子发生了较大偏转，极少数α粒子甚至被反弹回来。 （2）原子的核式结构模型： 在原子中心有一个很小的原子核，原子全部的正电荷和几乎全部质量都集中在核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转。 （3）原子核的尺度：原子核直径的数量级为10-15m，原子直径的数量级约为10-10m。 （4）原子核的组成：原子核是由质子和中子组成的，原子核的电荷数等于核内的质子数。 2、玻尔原子模型 3