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物理全品选修-3-5-知识点整理.md

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物理全品选修 3-5 知识点整理

tags: Physics

第十七章 波粒二象性

1 能量量子化

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,所以叫做热辐射

什么是黑体?
某种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。

对于一般材料的物体,辐射电磁波的情况与什么有关?
温度、材料的种类、表面状况。

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。

随着温度的升高,各种波长的辐射强度都增大,辐射强度的极大值向波长较的方向移动

判断:黑体只吸收电磁波,不反射电磁波,看上去是黑的。
错,不一定是黑的。

判断:如果在一个空腔壁上开一个很小的孔,射入小孔的电磁波在空腔内表面经多次反射和吸收,最终不能从小孔射出,这个空腔就成了一个黑体。
错,小孔是黑体。

为什么黑体不一定是黑的?
可以辐射可见光。

2 光的粒子性

光子和光电子有什么区别?
光子是组成光的一个个不可分割的能量子;光电子是光电效应中发射出来的电子。

饱和电流与什么有关?
光照强度。

遏止电压是什么?
使光电流减小到 0 的反向电压。

截止频率(或极限频率)是什么?
即使不施加反向电压也没有光电流时的最大入射光频率

光电效应持续的时间大约有多久?
$10^{-9}$ s,具有瞬时性。

逸出功的大小由金属本身决定?

爱因斯坦光电效应方程是什么?
$h\nu = E_k+ W_0$

光的散射是指?
光在介质中与物质微粒相互作用,使光的传播发生改变的现象。

康普顿效应是?
在散射的光中,除了与入射波长相同的成分外,还有波长更长的部分。

康普顿效应表明了光子具有动量

康普顿效应是粒子说还是波动说?
粒子说。

当入射光频率大于极限频率时,对于一定颜色的光,入射光越强,则?
一定时间内发射的光电子数目越多。

判断:金属内的每个电子可以吸收一个或一个以上的光子,当它积累的动能足够大时,就能发生光电效应。
错,不能积累。

怎么区分光电管的阴极和阳极?
发射电子的是阴极。

判断:光电效应是瞬时发生的,这与光的波动理论不矛盾。
错,因为波动理论中能量是可以积累的,而此处证明不能积累。

判断:所有金属都存在极限频率,这与光的波动理论不矛盾。
错,因为波动理论中能量是可以积累的,而此处证明不能积累。

判断:光电流随着入射光强度增大而增大,这与光的波动理论不矛盾。
对,因为同样在能量的角度考虑。

判断:入射光频率越大,光电子最大初动能越大,这与光的波动理论矛盾。
对,因为按照波动理论,波的频率不影响波的能量。

石墨对 X 射线散射时,部分X射线的散射光波长会变长,这个现象称为?
康普顿效应。

判断:入射光光强一定时,频率越大,单位时间内逸出的光电子数就越多。
错。

判断:康普顿效应证明光是概率波。
错。

每个光子都具有波粒二象性。
对。

3 粒子的波动性

能量 $\varepsilon$ 和动量 p 是描述物质的粒子性的重要物理量;波长 $\lambda$ 和频率 $\nu$ 是描述物质的波动性的典型物理量,因此 $\varepsilon=hv$$p=\dfrac{h}{\lambda}$ 揭示了光的波动性和粒子性的关系

德布罗意波是什么?
任何一个运动着的物体,都有一种波与它相对应,这种波叫物质波,也成为德布罗意波。注意,一定是实物粒子。

物质波是谁验证的?如何验证的?
戴维孙和汤姆孙,晶体电子束衍射。

个别光子作用效果表现出粒子性,大量光子作用效果表现出波动性

光的频率越,则波动性越显著。

光的频率越,则粒子性越显著。

越容易发生干涉衍射现象,光的频率越

贯穿本领越强,光的频率越

光在传播过程中往往表现出波动性,在与物质发生作用时往往表现出粒子性

电子和质子速度相等时,谁的波长长?
电子。

电子和质子动能相等时,谁的波长长?
电子。

电子和质子动量相等时,谁的波长长?
相等。

甲电子的速度是乙电子的三倍,则甲电子的速度是乙电子的?
1/3

判断:光的波动性是光子本身的一种属性,不是光子之间的相互作用引起的。
对。

判断:光表现出波动性时,就不具有粒子性了。
错。

判断:光的波粒二象性可以理解为:在某种场合下,光的波动性明显;在另外一种场合下,光的粒子性明显。
对。

判断:运动的微观粒子与光子一样,当他们通过一个小孔时,都没有特定的运动轨道。
对。

判断:波动性和粒子性在宏观现象中是矛盾的,对立的;但在微观高速运动的现象中是统一的。
对。

判断:物质波属于机械波。
错。

判断:核外电子绕核运动时,并没有确定的轨道。
对。

判断:无线电波通常表现出波动性。
对。

判断:电子照射到金属晶体上能观察到波动性。
对。

电子显微镜利用的是电子的物质波波长比原子的尺寸大or小?
小。

电子显微镜中电子束运动的速度应很大or小?
大。

判断:要获得晶体的 X 射线衍射图样,X 射线波长要远小于原子的尺寸
错,X 射线的波长应该和原子尺寸相当。

宏观物体的波动性不易被观察到是因为他们的波长太

$\beta$ 射线在云室中穿过会留下清晰的径迹,这与波动性有关。
错。

4 概率波 5 不确定性关系

判断:经典粒子任意时刻都有确定的位置和速度,以及时空中的确定的轨道。
对。

经典的波具有时空的周期性

光波是不是概率波?物质波呢?
都是。

判断:爱因斯坦的光子说否定了光的电磁说。
错。

判断:在做双缝干涉实验时,发现 100 个光子中有 96 个通过双缝后打到了观察屏的 b 处,则 b 处是亮纹的可能性大,是暗纹的可能性小。
错,一定是亮纹。

判断:光的粒子性说明每个光子就像一个极小的球体一样。
错,光子是一种粒子,与宏观概念上的粒子和波有着本质上的不同。

在单缝衍射实验中,缝越宽,粒子位置的不确定量越大。

在单缝衍射实验中,缝越窄,粒子动量的不确定量越大。

$\Delta x$$\Delta p$ 的测量精度与测量仪器与测量方法是否完备是否有关?
无关。

不确定性关系是否适用于宏观粒子?
适用。

第十八章 原子结构

1 电子的发现

谁验证了阴极射线的实质?
汤姆孙。

谁测出了电子的比荷?
汤姆孙。

谁测出了电子电荷值?通过什么实验?
密里根,油滴实验。

赫兹认为阴极射线是什么?
电磁波。

判断:所有物质中都有电子。
对。

判断:阴极射线是稀薄气体导电时的辉光放电现象。
错,阴极射线在真空中。

阴极射线是由谁命名的?
德国物理学家戈德斯坦。

2 原子的核式结构模型

谁提出了枣糕模型?
汤姆孙。

谁提出了核式结构模型?
卢瑟福。

判断:卢瑟福意识到汤姆孙“枣糕模型”的错误后提出了“核式结构”理论。
错误。

卢瑟福的核式结构模型可以很好的解释原子的稳定性。
错误。

3 氢原子光谱

光谱可以分为发射光谱和吸收光谱,其中前者可以分为连续光谱和线状光谱。

线状光谱是怎样产生的?
稀薄气体发光形成。

稀薄气体发光形成的光谱是什么光谱?
线状光谱。

连续光谱是怎样产生的?
炽热的固体、液体和高压气体发光产生的。

炽热的固体、液体和高压气体发光产生的光谱是什么光谱?
连续光谱。

吸收光谱是怎样产生的?
炽热的白光通过温度较低的气体后形成的。

炽热的白光通过温度较低的气体后形成的光谱是什么光谱?
吸收光谱。

哪些光谱可以用作光谱分析?
线状光谱、吸收光谱。

线状光谱和连续光谱的特点?
前者由不连续的亮线组成;后者连续分布,一切波长的光都有。

太阳光谱是什么光谱?
吸收光谱。

光谱分析有什么用?
鉴别物质成分,发现新元素。

原子的光谱是连续谱还是线状谱?
线状谱。

判断:所有氢原子光谱的波长都与巴耳末公式相对应。
正确。

4 玻尔的原子模型

定态和基态有什么区别?
定态指原子具有确定能量的稳定状态,基态指能量最低的状态。

一个处于 n = 4 的激发态的氢原子向低能级跃迁时最多能发出几种不同波长的光?
3 种。4->3->2->1

一群处于 n = 4 的激发态的氢原子向低能级跃迁时能发出几种不同波长的光?
6 种。

电子轨道半径增大,则电子绕核运动的的动能如何变化?
减小。

电子轨道半径减小,则电势能如何变化?
减小。

电子从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道,原子的能量如何变化?
增大。

基态氢原子能否吸收 11eV 的光子?
不能。

基态氢原子能否吸收具有 11eV 动能的电子的能量?
可以。因为电子的能量可以只吸收一部分,而光子不可以。

第十九章 原子核

1 原子核的组成

谁第一个发现天然放射现象?
法国物理学家贝克勒尔

原子序数大于等于多少的元素一定可以自发发出射线?
83

原子序数小于 83 的元素可以自发发出射线吗?
有的可以(比如Tc)

简述 $\alpha$、$\beta$、$\gamma$ 射线的速度,贯穿本领,电离本领
$\alpha$ 0.1c 贯穿弱电离强
$\beta$ 0.99c 贯穿电离都一般
$\gamma$ c 贯穿强电离弱

2 放射性元素的衰变

判断:某原子半衰期是 x,10 个该原子 x 天后只剩 5 个?
错误。

判断:某原子半衰期是 x,10 克该原子 x 天后只剩 5 克?
正确。

3 探测射线的方法 4 放射性的应用与防护

$\alpha$ 射线能否用来测定通过轧棍后的薄膜厚度是否均匀?
不能。

简述 $\alpha$ $\beta$ $\gamma$ 粒子在威尔逊云室中的径迹?
$\alpha$ 直而清晰
高速$\beta$ 又细又直
低速$\beta$ 又短又粗 弯曲
$\gamma$ 看不到

简述 $\alpha$ $\beta$ $\gamma$ 粒子在气泡室中的径迹?
$\alpha$ 直而清晰
高速 $\beta$ 又细又直
低速 $\beta$ 又短又粗 弯曲
$\gamma$ 看不到

气泡室里装的是什么?
液态氢.

盖革米勒计数器只能用来计数,不能用来区分种类

谁发现了质子?方程式?
卢瑟福。$\alpha$ 粒子轰击 $\ce{^{14}N}$

谁发现了中子?方程式?
查德威克。$\alpha$ 粒子轰击 $\ce{^9Be}$

谁发现放射性同位素?方程式?
约里奥居里夫妇。$\alpha$ 粒子轰击 $\ce{^{27}Al}$

谁发现了正电子?方程式?
约里奥居里夫妇。$\ce{^{30}P}$ 转变为 $\ce{^{30}Si}$

5 核力与结合能

核力和库仑力谁更大?
核力

核力的作用范围?
$1.5 \times 10^{-15}$

核力的饱和性指?
每个核子只跟邻近的核子发生核力作用。

什么是引起 $\beta$ 衰变的原因?
弱相互作用

长程力包括?
电磁力和万有引力

短程力包括?
强相互作用 弱相互作用

质子与质子 质子与中子 中子与中子的核力大小顺序?
相等

判断:质量亏损是质量转化成了能量
错,质量和能量没有转化关系,只能说一定的质量对应着一定的能量

6 核裂变

谁发现了核裂变?
德国物理学家哈恩与斯特拉斯曼

核裂变中的慢化剂常用?
石墨、重水或普通水。

核裂变中的控制棒常用?
镉。

核裂变中热循环介质常用?
水或液态钠。

核裂变中保护层常用?
水泥外壳。

核能发电有没有污染?
有。

控制棒的用途?
控制反应堆的功率。

冷却剂的作用是?
控制反应堆温度,输出热量。

7 核聚变 8 粒子和宇宙

判断:要使发生核聚变反应,必须克服核力做功。
错。

简述结合能 比结合能 平均质量图像
单调递增 先增后减 先减后增。

宇宙大爆炸后最早产生的粒子是?
夸克、轻子、胶子等。

判断:轻核裂变和重核聚变一定会放能。
正确。