高中物理选修3-35知识点整理.doc

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物理选修3-3知识点
一、分子动理论
1、物质是由大量分子组成的
（1）单分子油膜法测量分子直径
（2）任何物质含有的微粒数相同

（3）对微观量的估算
①分子的两种模型：球形和立方体（固体液体通常看成球形，空气分子占据空间看成立方体）
②利用阿伏伽德罗常数联系宏观量与微观量
a.分子质量： b.分子体积：
c分子数量：

2、分子永不停息的做无规则的热运动（布朗运动 扩散现象）
（1）扩散现象：不同物质能够彼此进入对方的现象，说明了物质分子在不停地运动，同时还说明分子间有间隙，温度越高扩散越快
（2）布朗运动：它是悬浮在液体中的固体微粒的无规则运动，是在显微镜下观察到的。
①布朗运动的三个主要特点：永不停息地无规则运动；颗粒越小，布朗运动越明显；温度越高，布朗运动越明显。
②产生布朗运动的原因：它是由于液体分子无规则运动对固体微小颗粒各个方向撞击的不均匀性造成。
③布朗运动间接地反映了液体分子的无规则运动，布朗运动、扩散现象都有力地说明物体内大量的分子都在永不停息地做无规则运动。
（3）热运动：分子的无规则运动与温度有关，简称热运动，温度越高，运动越剧烈
3、分子间的相互作用力
分子之间的引力和斥力都随分子间距离增大而减小。但是分子间斥力随分子间距离加大而减小得更快些，如图1中两条虚线所示。分子间同时存在引力和斥力，两种力的合力又叫做分子力。在图1图象中实线曲线表示引力和斥力的合力(即分子力)随距离变化的情况。当两个分子间距在图象横坐标距离时，分子间的引力与斥力平衡，分子间作用力为零，的数量级为m，相当于位置叫做平衡位置。当分子距离的数量级大于m时，分子间的作用力变得十分微弱，可以忽略不计了
4、温度
宏观上的温度表示物体的冷热程度，微观上的温度是物体大量分子热运动平均动能的标志。热力学温度与摄氏温度的关系：
5、内能
①分子势能
分子间存在着相互作用力，因此分子间具有由它们的相对位置决定的势能，这就是分子势能。分子势能的大小与分子间距离有关，分子势能的大小变化可通过宏观量体积来反映。（时分子势能最小）
当时，分子力为引力，当r增大时，分子力做负功，分子势能增加
当时，分子力为斥力，当r减少时，分子力做负功，分子是能增加
②物体的内能
物体中所有分子热运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能。一切物体都是由不停地做无规则热运动并且相互作用着的分子组成，因此任何物体都是有内能的。（理想气体的内能只取决于温度）
③改变内能的方式
做功与热传递在使物体内能改变
二、气体
6、气体实验定律
①玻意耳定律（C为常量）→等温变化
微观解释：一定质量的理想气体，温度保持不变时，分子的平均动能是一定的，在这种情况下，体积减少时，分子的密集程度增大，气体的压强就增大。
适用条件：压强不太大，温度不太低
图象表达：
②查理定律：（C为常量）→等容变化
微观解释：一定质量的气体，体积保持不变时，分子的密集程度保持不变，在这种情况下，温度升高时，分子的平均动能增大，气体的压强就增大。
适用条件：温度不太低，压强不太大
图象表达：
③盖吕萨克定律：（C为常量）→等压变化
微观解释：一定质量的气体，温度升高时，分子的平均动能增大，只有气体的体积同时增大，使分子的密集程度减少，才能保持压强不变
适用条件：压强不太大，温度不太低
图象表达：
7、理想气体
宏观上：严格遵守三个实验定律的气体，在常温常压下实验
气体可以看成理想气体
微观上：分子间的作用力可以忽略不计，故一定质量的理想气体的内能只与温度有关，与体积无关
理想气体的方程：
8、气体压强的微观解释
大量分子频繁的撞击器壁的结果
影响气体压强的因素：
①气体的平均分子动能（温度）
②分子密集程度即单位体积内的分子数（体积）
三、物态和物态变化
符号

+
外界对系统做功
系统从外界吸热
系统内能增加

-
系统对外界做功
系统向外界放热
系统内能减少

9、晶体：外观上有规则的几何外形，有确定的熔点，一些物理性质表现为各向异性
非晶体：外观没有规则的几何外形，无确定的熔点，一些物理性质表现为各向同性
①判断物质是晶体还是非晶体的主要依据是有无固定的熔点
②晶体与非晶体并不是绝对的，有些晶体在一定的条件下可以转化为非晶体（石英→玻璃）
10、单晶体 多晶体
如果一个物体就是一个完整的晶体，如食盐颗粒，这样的晶体就是单晶体（单晶硅、单晶锗）
如果整个物体是由许多杂乱无章的小晶体排列而成，这样的物体叫做多晶体，多晶体没有规则的几何外形，但同单晶体一样，仍有确定的熔点。
11、表面张力
当表面层的分子比液体内部稀疏时，分子间距比内部大，表面层的分子表现为引力。如露珠
12、饱和汽；湿度
（1）饱和汽：与液体处于动态平衡的蒸汽．
（2）未饱和汽：没有达到饱和状态的蒸汽．
（3）饱和汽压
①定义：饱和汽所具有的压强。
②特点：液体的饱和汽压与温度有关,温度越高，饱和汽压越大，且饱和汽压与饱和汽的体积无关。
（4）湿度
①定义：空气的干湿程度。
②描述湿度的物理量
a．绝对湿度：空气中所含水蒸气的压强。
b．相对湿度：空气的绝对湿度与同一温度下水的饱和汽压之比。
c．相对湿度公式：
13、液晶
分子排列有序，各向异性，可自由移动，位置无序，具有流动性
各向异性：分子的排列从某个方向上看液晶分子排列是整齐的，从另一方向看去则是杂乱无章的
14、改变系统内能的两种方式：做功和热传递
①热传递有三种不同的方式：热传导、热对流和热辐射
②这两种方式改变系统的内能是等效的
③区别：做功是系统内能和其他形式能之间发生转化；热传递是不同物体（或物体的不同部分）之间内能的转移
15、热力学第一定律
①表达式
16、能量守恒定律
能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一物体，在转化和转移的过程中其总量不变
第一类永动机不可制成是因为其违背了热学第一定律
第二类永动机不可制成是因为其违背了热力学第二定律（一切自然过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行）
熵是分子热运动无序程度的定量量度，在绝热过程或孤立系统中，熵是增加的。
17、能量耗散
系统的内能流散到周围的环境中，没有办法把这些内能收集起来加以利用。

选修3-5知识点
1． 冲量
物体所受外力和外力作用时间的乘积；矢量；过程量；I=Ft；单位是N·s。
2． 动量
物体的质量与速度的乘积；矢量；状态量；p=mv；单位是kg ·m/s；1kg ·m/s=1 N·s。
3． 动量守恒定律
一个系统不受外力或者所受外力之和为零，这个系统的总动量保持不变。
4． 动量守恒定律成立的条件
系统不受外力或者所受外力的矢量和为零；内力远大于外力；如果在某一方向上合外力为零，那么在该方向上系统的动量守恒。
5． 动量定理
合外力的冲量等于动量的变化；I=mv－mv
6． 碰撞
物体间相互作用持续时间很短，而物体间相互作用力很大；系统动量守恒。
7． 弹性碰撞
如果碰撞过程中系统的动能损失很小，可以略去不计，这种碰撞叫做弹性碰撞。
8． 非弹性碰撞
碰撞过程中需要计算损失的动能的碰撞；如果两物体碰撞后黏合在一起，这种碰撞损失的动能最多，叫做完全非弹性碰撞。
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＝hν，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＝hν，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：Ek＝hν－W0.
其中hν为入射光的能量，Ek为光电子的最大初动能，W0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Uc.
(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Ek－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Ek轴交点的纵坐标的绝对值E＝W0.
(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，由相对论知E=mc，因此m=，动量p==。
3．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大的地方，暗条纹是光子到达概率小的地方，因此光波又叫概率波．
(2)物质波：也叫德布罗意波；任何一个运动的物体都有一种波与之对应，其波长=；宏观物体也存在波动性，波长很小。p为运动物体的动量，h为普朗克常量. 电子衍射实验说明实物粒子具有波动性
第18章 原子结构
一、 原子结构
1． 电子的发现：1897年，英国物理学家汤姆生研究阴极射线发现了电子，并提出了原子的枣糕式模型。
2.原子的核式结构
（1）α粒子散射实验的结果
绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但少数α粒子发生了大角度偏转，极少数α粒子的偏转超过了90°，有的甚至被撞了回来，如图所示．
（2）卢瑟福的原子核式结构模型
在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的所有正电荷和几乎所有质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外绕核旋转．
二．光谱
氢原子是最简单的原子，其光谱也最简单。1885年，巴耳末对当时已知的，在可见光区的4条谱线作了分析，发现这些谱线的波长可以用一个公式表示： n=3，4，5，… 式中R叫做里德伯常量，这个公式成为巴尔末公式。
三、玻尔理论
1．定态：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些能量状态中原子是稳定的，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＝6.63×10－34 J·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．原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道也是不连续的．
4．氢原子的能级、能级公式
(1)氢原子的能级图(如图所示)
(2)氢原子的能级和轨道半径
①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＝－13.6 eV.
②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＝0.53×10－10 m.
5.对原子跃迁条件的理解
(1)原子从低能级向高能级跃迁，吸收一定能量的光子．只有当一个光子的能量满足hν＝E末－E初时，才能被某一个原子吸收，而当光子能量hν大于或小于E末－E初时都不能被原子吸收．
(2)原子从高能级向低能级跃迁，以光子的形式向外辐射能量，所辐射的光子能量恰等于发生跃迁时的两能级间的能量差．
6.关于能级跃迁的说明
(1)当光子能量大于或等于13.6 eV时，也可以被处于基态的氢原子吸收，使氢原子电离；当处于基态的氢原子吸收的光子能量大于13.6 eV，氢原子电离后，电子具有一定的初动能．
(2)当轨道半径减小时，库仑引力做正功，原子的电势能减小，电子动能增大，原子能量减小．反之，轨道半径增大时，原子电势能增大，电子动能减小，原子能量增大．
(3)一个原子和一群原子的区别：一个氢原子只有一个电子，在某个时刻电子只能在某一个可能的轨道上，当电子从一个轨道跃迁到另一个轨道上时，可能情况有多种但产生的跃迁只有一种，最多有n(n-1)种．而如果是一群氢原子，这些原子的核外电子跃迁时就会出现所有的可能情况C＝．
（4）入射光子和入射电子的区别：若是在光子的激发下引起原子跃迁，则要求光子的能量必须等于原子的某两个能级差；若是在电子的碰撞下引起的跃迁，则要求电子的能量必须大于或等于原子的某两个能级差．两种情况有所区别．
第19章 原子核
1.天然放射现象
（1）天然放射现象的发现：1896年法国物理学，贝克勒耳发现铀或铀矿石能放射出某种人眼看不见的射线。这种射线可穿透黑纸而使照相底片感光。
放射性：物质能发射出上述射线的性质称放射性
放射性元素：具有放射性的元素称放射性元素
天然放射现象：某种元素自发地放射射线的现象，叫天然放射现象。这表明原子核存在精细结构，是可以再分的。
（2）放射线的成份和性质：用电场和磁场来研究放射性元素射出的射线，在电场中轨迹，如图
2．原子核
(1)原子核的组成
①原子核由中子和质子组成，质子和中子统称为核子．
②原子核的核电荷数＝质子数，原子核的质量数＝中子数＋质子数．
③X元素原子核的符号为X，其中A表示质量数，Z表示核电荷数．
(2)同位素：具有相同质子数、不同中子数的原子核，因为在元素周期表中的位置相同，同位素具有相同的化学性质．
3.原子核的衰变和半衰期
（1）原子核的衰变
(1)原子核放出α粒子或β粒子，变成另一种原子核的变化称为原子核的衰变．
（2）分类:
α衰变：X→Y＋He 如
β衰变：X→Y＋e 如
1．衰变规律及实质
衰变类型
α衰变
β衰变
衰变方程
X→Y＋He
X→Y＋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
衰变规律
质量数守恒、电荷数守恒
γ射线：γ射线经常是伴随着α衰变或β衰变同时产生的．其实质是放射性原子核在发生α衰变或β衰变的过程中，产生的新核由于具有过多的能量(核处于激发态)而辐射出光子．
（3）半衰期：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间．公式：N余＝N原()t/τ，m余＝m原()t/τ
影响因素：放射性元素衰变的快慢是由原子核内部自身因素决定的，跟原子所处的物理状态(如温度、压强)或化学状态(如单质、化合物)无关．
半衰期是大量原子核衰变概率统计规律，少数几个原子核不能用半衰期公式计算
4．原子核的人工转变
用高能粒子轰击靶核，产生另一种新核的反应过程．
(1) 卢瑟福发现质子的核反应方程为： N＋He→O＋H.
(2)查德威克发现中子的核反应方程为： Be＋He→C＋n.
(3)居里夫妇发现放射性同位素和正电子的核反应方程为： Al＋He→P＋n. P→Si＋e.
反应生成物P是磷的一种同位素，自然界没有天然的，它是通过核反应生成的人工放射性同位素。与天然的放射性物质相比，人造放射性同位素：
（1）放射强度容易控制 （2）可以制成各种需要的形状
（3）半衰期更短 （4）放射性废料容易处理
5.重核裂变 核聚变
释放核能的途径——裂变和聚变
⑴裂变反应：①裂变：重核在一定条件下转变成两个中等质量的核的反应，叫做原子核的裂变反应。
例如：
②链式反应：在裂变反应用产生的中子，再被其他铀核浮获使反应继续下去。
链式反应的条件： 临界体积，极高的温度.
⑵聚变反应：①聚变反应：轻的原子核聚合成较重的原子核的反应，称为聚变反应。
例如：
②一个氘核与一个氚核结合成一个氦核时（同时放出一个中子），释放出17.6MeV的能量，平均每个核子放出的能量3MeV以上。比列变反应中平均每个核子放出的能量大3~4倍。
③聚变反应的条件；几百万摄氏度的高温。
（3）熟记一些粒子的符号
α粒子（）、质子（）、中子（）、电子（）、氘核（）、氚核（）3.注意在核反应方程式中，质量数和电荷数是守恒的。
五．关于核能的计算
1、由于核子间存在着强大的核力（核子之间的引力，特点：①核力与核子是否带电无关②短程力，其作用范围为，只有相邻的核子间才发生作用），所以核子结合成原子核或原子核分解为核子时，都伴随着巨大的能量变化。
2．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原子核的结合能，亦称核能。
比结合能：结合能与核子数的比值又叫平均结合能，比结合能越大原子核越稳定。
3．爱因斯坦质能联系方程：E=mc2 ΔE=Δmc2
应用质能方程解题的流程图
(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”．
4．利用质能方程计算核能时，不能用质量数代替质量进行计算．

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