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波粒二象性
1.黑体和黑体辐射
1.1热辐射
我们周围的一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关，所以叫热辐射。
1.2黑体
如果某种物体能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，这种物体就是绝对黑体，简称黑体。
1.3黑体辐射实验定律
黑体辐射随着温度的升高，一方面各种波长的辐射强度都增加，另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。
能量量子化
2.1能量子
定义：振动着的带点电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍，这个不可再分的最小能量值ε叫做能量子。
公式：ε=hν，ν是带电微粒的震动频率，等于所辐射或吸收的电磁波的频率，h是普朗克常量，其值为h=6.626×10-34J·s。
2.2能量量子化
在微观世界中，能量不能连续变化，只能取某些分立值，这种现象叫能量量子化。
光电效应
3.1定义
在光的照射下物体发射电子的现象，叫做光电效应，发射出来的电子叫做光电子。
光电效应的实质：光现象电现象
定义中的光包括不可见光
3.2实验电路图
如图所示，阴极K和阳极A是密封在真空玻璃管中的两个电极，K在受到光照时能够发射光电子。加在K与A之间的电压大小可以调整，电源的正、负极也可以对调。
3.3实验规律
每种金属都有一个极限频率，入射光的频率低于极限频率不发生光电效应。
光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而增大。
光电效应的发生几乎是瞬时的，一般不超过10-9s。
当入射光的频率大于极限频率时，饱和电流的大小与入射光的强度成正比。
3.4 光电效应的两类重要图像
图像 关系表达式 可获得的信息
①极限频率：ν0 ②逸出功：W0=E0 ③普朗克常量：
①极限频率：ν0 ②逸出功：W0=eU0 ③普朗克常量：
光强越大饱和光电流越大 ①遏止电压：Uc ②饱和光电流：Imax ③最大初动能：
相同光照强度，频率越高遏止电压越大、饱和光电流越小。 ①遏止电压：Uc ②饱和光电流：Imax ③最大初动能：
饱和光电流：是光电管所加正向电压足够高时光电流所能达到的最大值，此时单位时间内逸出的光电子全部参与形成电流，其大小取决于入射光而与电压无关。
光强：是指单位时间内垂直通过单位面积的光的总能量，取决于单位时间通过单位面积的光子数目及每个光子的能量即入射光的频率。
光子说
4.1光子说
爱因斯坦认为，光不仅在发射和吸收时能量是一份一份的，而且光本身就是一个个不可分割的能量子组成的，即光在传播时能量也是一份一份的，每一份称为一个光量子，简称光子。
光子的能量ε=hν，ν为光的频率，h是普朗克常量。
4.2光电效应方程
光电效应方程
，EK为光电子的最大初动能，ν为入射光的频率，W0为电子逸出金属表面时所需克服阻碍做的最少功，称为金属的逸出功。
（2）对光电效应方程的理解
①光电效应方程实质上是光电效应中的能量守恒方程。
②次方程是单光子的光电效应方程。若采用激光照射，光子分布密度大，电子有可能同时吸收2个或2个以上的光子而逸出，则.
③用频率为ν的光子照射引起光电效应时，大部分光电子的初动能是小于的，只有少数位于金属表面的电子吸收光子后直接逸出，其初动能才等于。
4.3光电效应的意义
光电效应表明光具有粒子性，证明光子具有能力。
康普顿效应
5.1概念
当光入射到物质上被散射后，在散射波中，除有与入射波的波长相同的射线外，还有波长比入射波的波长更长的射线。人们把这种波长变化的现象叫做康普顿效应。
5.2解释
在康普顿效应中，入射光的光子与物质中的电子发生弹性碰撞，碰撞中满足动量守恒与能量守恒，光子的一部分能量传递给电子，从而引起被散射光子的能量减小，频率减小，波长变长。
5.3意义
证明了爱因斯坦光子说的正确性；
揭示了光子不仅具有能量，还具有动量；
揭示了光具有粒子性的一面；
证实了在微观粒子的单个碰撞事件中动量守恒定律和能量守恒定律仍然成立。
5.4光子的质量与动量
6.光的波粒二象性
6.1波动性依据
光的干涉、衍射、偏振及光的电磁说。
6.2粒子性依据
光电效应、康普顿效应、光子说。
6.3波动性与粒子性的统一
光具有粒子性的特征，又具有波动性的特征，即具有波粒二象性
第十八章 原子结构
1.电子的发现
1.1阴极射线
阴极射线的产生
如图所示，在真空玻璃管内有阴、阳两极，当两极间加一定电压时，阴极便发出一种射线，这种射线称为阴极射线。
阴极射线的特点
轰击荧光物质能使其发光。
1.2电子的发现
（1）1897年，汤姆孙根据阴极射线在电场和磁场中的偏转情况断定，它的本质是带负电的粒子流，并求出了这种粒子的比荷。
（2）汤姆逊发现，用不同材料的阴极做实验，所得粒子比荷的数值都相同的。这说明不同物质都能发射这种带电粒子，它是构成各种物质的共同成分。后来，组成阴极射线的粒子被称为电子。
（3）美国科学家密立根在1909~1913年间通过著名的“油滴实验”精确地测定了电子的比荷量。密立根实验更重要的发现是：电荷量是量子化的，即任何带电体的电荷量只是元电荷e的整数倍。
（4）电子的发现，打破了原子不可再分的传统观念，使人们认识到原子不是组长物质的最小微粒，原子本身也有内部结构。
2.汤姆孙的原子结构模型
2.1模型理论
原子是一个球体，正电荷均匀分布在整个球内，而电子像枣糕里的枣儿那样镶嵌在原子里，电子的总电荷量和正电荷的电荷量相等。
2.2 模型的否定
不能解释α粒子散射现象而被否定。
3.α粒子散射实验
时间：1909~1911年
人员：卢瑟福及其学生
现象：绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向直线前进，但少数α粒子发生了较大角度的偏转，并且有极少数的α粒子偏转角度超过900，有的甚至被弹回，偏转角度几乎达到1800。
4.卢瑟福的核式结构模型
4.1实验基础
α粒子散射实验
4.2模型理论
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的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。
5.氢原子光谱
光谱：用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按照波长展开，获得光的波长（频率）核强度分布的记录。
氢气放电管可以获得氢原子光谱。可见光区的四条谱线的波长可以用巴耳末公式表示：
R=1.10×107m-1叫作里德伯常量。
波尔的原子理论
6.1波尔理论基础
实验基础：氢原子光谱的分立特征
理论基础：普朗克关于黑体辐射的量子论与爱因斯坦的管子说
6.2波尔理论内容
量子化假设
①电子的轨道是量子化的
②原子的能量是量子化的
频率条件
7.能级
7.1概念
在波尔模型中，原子的可能状态是不连续的，因此各状态对应的能量也是不连续。这些能量值叫做能级。
7.2基态与激发态
①各状态的标号1，2，3...叫做量子数
②量子数n=1，能量最低的状态叫做基态
③其它状态叫做激发态
8.跃迁与电离
跃迁 跃迁时不管是吸收还是辐射光子，其光子的能量都必修等于两个能级只差
电离 只要入射光子的能量大于该状态的电离所需要的能量就可使之电力
光致激发 ，Ek是电离后电子的动能，E初是光子入射前原子所处的能级
碰撞激发 入射粒子若是电子时，，其动能不小于相应能极差即可引起激发，多余的能量仍以入射电子的动能形式存在。
入射粒子若是与质子质量等大的粒子时，，因碰撞中动量守恒，入射粒子的动能不能被全部吸收转化为原子能量
第十九章 原子核
1.天然放射现象
1.1天然放射现象
放射性元素自发地放出射线的现象。于1896年，由法国物理学家贝克勒尔发现。是人们认识到原子核也有复杂的结构
1.2放射性
物质发射射线的性质称为放射性。
具有放射性的元素称为放射性元素，原子序数大于或等于83的元素，都能自发地发出射线，原子序数小于83的元素，有的也能放出射线。
1.3三种射线的成分及特征
名称 构成 符号 电荷量 质量 电离 能力 贯穿 本领
α射线 氦核 He ＋2e 4 u 最强 最弱
β射线 电子 e －e u 较强 较强
γ射线 光子 γ 0 0 最弱 最强
2.原子核的组成
原子核是由质子核中子组成的。
质子 发现 1919年，英国物理学家卢瑟福发现
实质 氢原子核
电荷 正电
符号 P或
中子 发现 1932年卢瑟福的学生查德威克发现
电荷 电中性，不带电
符号 n或
3.核力
3.1概念
原子核内部，核子间所特有的相互作用力。
3.2特点
①核力是强相互作用的一种表现；
②核力是短程力，作用范围在1.5×10－15m之内；
③每个核子只跟它的相邻核子间才有核力作用。
4.结合能
4.1结合能
核子结合为原子核时释放的能量或原子核分解为核子时吸收的能量，叫做原子核的结合能，亦称核能。
质量数越大的原子核结合能越大。
4.2比结合能
概念：原子核的结合能与核子数之比，称做比结合能，也叫平均结合能。
特点：
①不同原子核的比结合能不同，原子核的比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定。
②当比结合能较小的原子核转化成比结合能较大的原子核时，就可释放核能。
4.3质量亏损
概念：核反应过程中组成原子核的总质量与新原子核的质量之差，叫做核的质量亏损。
质能方程：
5.衰变
5.1α衰变和β衰变的比较
衰变类型 α衰变 β衰变
衰变方程 X→Y＋He X→　MZ＋1Y＋e
衰变实质 2个质子和2个中子结合成一个整体射出 中子转化为质子和电子
2H＋2n→He n→H＋e
匀强磁场中轨迹形状
衰变规律 电荷数守恒、质量数守恒
5.2半衰期
半衰期的公式：，。
式中N原、m原表示衰变前的放射性元素的原子数和质量，N余、m余表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子数和质量，t表示衰变时间，τ表示半衰期。
决定因素：放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件无关
6.四种核反应类型
类　型 可控性 核反应方程典例
衰变 α衰变 自发 U―→Th＋He
β衰变 自发 Th―→Pa＋e
人工转变 人工控制 N＋He―→O＋H （卢瑟福发现质子）
He＋Be―→C＋n （查德威克发现中子）
Al＋He―→P＋n 约里奥·居里夫妇发现放射性同位素，同时发现正电子
P―→Si＋e
重核裂变 比较容易 进行人工 控制 U＋n―→Ba＋Kr＋3n
U＋n―→Xe＋Sr＋10n
轻核聚变 很难控制 H＋H―→He＋n
6.1 重核裂变
（1）重核在中子轰击下分裂成中等质量的原子核并释放出核能的反应叫作原子核的裂变。
①裂变产物是多种多样的；
②裂变的产物通常具有强烈的放射性；
③平均每次裂变放出2~3个中子。
（2）链式反应：由重核裂变产生的中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程。
①条件：铀块的体积大于临界体积；
②裂变的应用：原子弹、核反应堆。
6.2 氢核聚变
两轻核结合成质量较大的核的反应过程。轻核聚变反应必须在高温下进行，因此又叫热核反应。
①条件：在超高温条件下才能发生；
②地球上没有任何容器能够经受如此高的温度。科学家想了两种方案，即磁约束和惯性约束。
6.3 核能计算
→→
（1）根据ΔE＝Δmc2计算，计算时Δm的单位是“kg”，c的单位是“m/s”，ΔE的单位是“J”。
（2）根据ΔE＝Δm×931.5 MeV计算。 因1原子质量单位（u）相当于931.5 MeV的能量，所以计算时Δm的单位是“u”，ΔE的单位是“MeV”。

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