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新人教版物理选择性必修3知识梳理
第十二章　近代物理初步
第1讲　光电效应　波粒二象性
一、光电效应
1.光电效应现象
在光的照射下,金属中的①　 　从表面逸出的现象。发射出来的电子叫②　 　。
2.光电效应规律
(1)每种金属都有一个极限频率,入射光的频率必须③　 　这个极限频率才能发生光电效应。
(2)光电子的最大初动能与入射光的④　 　无关,只随入射光频率的增大而⑤　 　。
(3)光电效应的发生几乎是瞬时的,一般不超过10-9s。
(4)当入射光的频率大于极限频率时,饱和电流随入射光的增强而增大。
3.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Uc。
(2)截止频率:能使某种金属发生光电效应的⑥　 　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截止频率。
二、光电效应方程
1.光子说
在空间传播的光是不连续的,而是一份一份的,一份叫做一个光量子,简称光子。光子的能量ε=⑦　 　,其中h=6.63×10-34J·s(称为普朗克常量)。
2.逸出功W0
使电子脱离某种金属所做功的⑧　 　。
3.最大初动能
发生光电效应时,金属表面上的⑨　 　吸收光子后克服原子核的引力逸出时所具有的动能的最大值。
4.爱因斯坦光电效应方程
(1)表达式:Ek=hν-⑩　 　。
(2)物理意义:金属表面的电子吸收一个光子获得的能量是hν,这些能量的一部分用来克服金属的　 ,剩下的表现为逸出后光电子的最大初动能Ek=mev2。
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　 　性。
(2)光电效应、康普顿效应说明光具有　 　性。
(3)光既具有　 　性,又具有　 　性,称为光的波粒二象性。
2.物质波
(1)概率波:光的干涉现象是大量光子的运动遵守波动规律的表现,亮条纹是光子到达概率　 　的地方,暗条纹是光子到达概率　 　的地方,因此光波又叫概率波。
(2)物质波:任何一个运动着的物体,小到微观粒子大到宏观物体都有一种波与它对应,其波长λ= 　,p为运动物体的动量,h为普朗克常量。
答案：①　电子　②　光电子　③　大于　④　强度　⑤　增大　⑥　最小　⑦　hν　⑧　最小值　⑨　电子　⑩　W0　　逸出功W0　　波动　　粒子　　波动　　粒子　　大　　小　 　
第2讲　原子结构与原子核
一、原子的核式结构
(1)1909—1911年,英国物理学家①　 　进行了α粒子散射实验,提出了核式结构模型。
(2)α粒子散射实验
a.实验装置:如图所示。
b.实验结果:α粒子穿过金箔后,绝大多数沿②　 　前进,少数发生较大角度偏转,极少数偏转角度大于90°,甚至被弹回。
(3)核式结构模型:原子中心有一个很小的核,叫做原子核,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空间绕核旋转。
二、氢原子光谱
1.光谱:用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按波长展开,获得光的波长(频率)和强度分布的记录,即光谱。
2.光谱分类
3.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=R(n=3,4,5,…),R是里德伯常量,R=1.10×107m-1。
4.光谱分析:利用每种原子都有自己的⑥　 　可以用来鉴别物质和确定物质的组成成分,且灵敏度很高。在发现和鉴别化学元素上有着重大的意义。
三、氢原子的能级、能级公式
1.玻尔理论
(1)定态:原子只能处于一系列⑦　 　的能量状态中,在这些能量状态中原子是⑧　 　的,电子虽然绕核运动,但并不向外辐射能量。
(2)跃迁: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,光子的能量由这两个定态的能量差决定,即hν=Em-En。(h是普朗克常量,h=6.63×10-34J·s)
(3)轨道:原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应。原子的定态是⑨　 　的,因此电子的可能轨道也是⑩　 　的。
2.氢原子的能级、能级公式
(1)氢原子的能级
能级图如图所示
(2)氢原子的能级和轨道半径
a.氢原子的能级公式:En=E1(n=1,2,3,…),其中E1为基态能量,其数值为E1=-13.6eV。
b.氢原子的半径公式:rn=n2r1(n=1,2,3,…),其中r1为基态半径,又称玻尔半径,其数值为r1=0.53×10-10m。
四、原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰期、放射性同位素
1.原子核的组成
原子核是由　 　和中子组成的,原子核的电荷数等于核内的　
　。
2.天然放射现象
(1)天然放射现象
放射性元素　 　地放出射线的现象,首先由贝克勒尔发现。天然放射现象的发现,说明　 　具有复杂的结构。
(2)放射性和放射性元素
物质发射射线的性质叫　 　。具有放射性的元素叫　 　元素。
(3)三种射线:放射性元素放射出的射线共有三种,分别是　 　、　 　、　 　。
(4)放射性同位素的应用与防护
a.放射性同位素:有　 　放射性同位素和　 　放射性同位素两类,放射性同位素的化学性质相同。
b.应用:消除静电、工业探伤、作　 　等。
c.防护:防止放射性对人体组织的伤害。
3.原子核的衰变
(1)衰变:原子核放出α粒子或β粒子,变成另一种　 　的变化称为　 　的衰变。
(2)分类
α衰变XY+ 　;
β衰变XY+ 　。
两个典型的衰变方程
α衰变UThHe;
β衰变ThPae。
(3)半衰期:大量放射性元素的原子核有　 　发生衰变所需的时间。半衰期由原子核内部的因素决定,跟原子所处的　 　、　 　无关。
五、核力、结合能、质量亏损、核反应
1.核力
含义 原子核里的　 　存在相互作用的核力,核力把核子紧紧地束缚在核内,形成稳定的原子核
特点 (1)核力是　 　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　 　的核子发生核力作用
2.结合能
(1)结合能:核子结合为原子核时　 　的能量或原子核分解为核子时　 　的能量,叫做原子核的结合能。
(2)比结合能
a.定义:原子核的结合能与核子数之比,称作比结合能,也叫平均结合能。
b.特点: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。
3.质量亏损
爱因斯坦质能方程E=　 　。原子核的质量必然比组成它的核子的质量和要小Δm,这就是质量亏损。由质量亏损可求出释放的核能ΔE=　 　。
4.核反应
(1)重核裂变
Ⅰ.定义:质量数较大的原子核受到高能粒子的轰击而分裂成几个质量数　
　 的原子核的过程。
Ⅱ.特点:a.裂变过程中能够放出巨大的能量。
b.裂变的同时能够放出2~3(或更多)个中子。
c.裂变的产物不是唯一的。
Ⅲ.典型的裂变方程Un→ KrBa+n。
(2)轻核聚变
Ⅰ.定义:两个轻核结合成质量数　 　的原子核的反应过程。
Ⅱ.特点:a.聚变过程放出大量的能量,平均每个核子放出的能量比裂变反应中每个核子放出的能量大3倍多。
b.聚变反应比裂变反应更剧烈。
c.对环境污染较小。
d.自然界中聚变反应原料丰富。
Ⅲ.典型的聚变方程HHHen。
答案：①　卢瑟福　②　原方向　③ 吸收 ④ 连续 ⑤ 特征 ⑥　特征谱线　⑦　不连续　⑧　稳定　⑨　不连续　⑩　不连续　　质子　　质子数　　自发　　原子核　　放射性　　放射性　　α射线　　β射线　　γ射线　　天然　　人工　　示踪原子　　原子核　　原子核　He　e　　半数　　物理　、　化学状态　　核子间　强相互作用(强力)　　　邻近　　放出　　吸收　　mc2　　Δmc2　　较小　　较大　

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