【整理】高中物理选修3-5原子物理高频考点必记清单

高中物理选修3-5原子物理高频考点必记清单

考点一：波粒二象性 一、物理学史：

1.普朗克能量子论观点：1900年德国物理学家普朗克提出，电磁波的发射和吸收是不连续的，而是一份一份的，每一份电磁波的能量h。

2.爱因斯坦光子论：1905爱因斯坦提出，空间传播的光也是不连续的，而是一份一份的，每一份称为一个光子，光子具有的能量与光的频 成正比。即：h.

3.赫兹最早发现了光电效应现象。

4. 德布罗意指出，实物粒子也具有波动性，这种波称为德布罗意波，也叫物质波。满足下列关系：，hh（P为粒子动量） P二、物理现象

1.热辐射现象（了解）：任何物体在任何温度下都要发射各种波长的电磁波，并且其辐射能量的大小及辐射能量按波长的分布都与温度有关。 这种由于物质中的分子、原子受到热激发而发射电磁波的现象称为热辐射。

2.光电效应现象：在光（包括不可见光）的照射下，从金属中发射出电子的现象。发射出的电子称为光电子。

3.康普顿效应（了解）：1923年，美国物理学家康普顿在研究x射线通过实物物质发生散射的实验时，发现了一个新的 现象，即散射光中除了有原波长λ0的x光外，还产生了波长λ>λ0 的x光，其波长的增量随散射角的不同而变化。这种现象称为康普顿效应(Compton Effect)。 三、物理规律

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1.黑体辐射规律（了解）：黑体具有向四周辐射能量的本领，又有吸收外界辐射来的能量的本领（在任何温度下，全部吸收任何波长的辐射）。实验规律：（1）随着温度的升高，黑体的辐射强度都有增加；

（2）随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短方向移动。（右图） 2光电效应规律（重点）：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发生 光电效应，低于极限频率的光不能发生光电效应。

②光电子的最大初动能与入射光的强度无关，光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大。

③饱和光电流强度（反映单位时间发射出的光电子数的多少）与入射光强度成正比。

④光电子的发射一般不超过10－9秒（光电效应的瞬时性）。

3.爱因斯坦光电效应方程（重点）：EkhW0。Ek 是光电子的最大初动能，当

Ek =0 时，c为极限频率，c=

W0. h四、光的波粒二象性 物质波

康普顿效应和光电效应说明光具有粒子性，光的干涉和衍射等现象说明光具有波动性。因此光具有波粒二象性。

大量光子表现出的波动性强，少量光子表现出的粒子性强；频率高的光子表现出的粒子性强，频率低的光子表现出的波动性强。实物粒子也具有波动性，这种波称为德布罗意波，也叫物质波。满则下列关系：，hh。从光子P的概念上看，光波是一种概率波。 考点二：原子结构

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一、物理学史：

1．汤姆孙发现了电子并提出原子的“枣糕模型”，密立根通过“油滴实验”测出了电子的电荷量（元电荷）。

2. 卢瑟福通过对粒子散射实验的分析计算提出原子核式结构模型：在原子中心存在一个很小的核，称为原子核，原子核集中了原子所有正电荷和几乎全部的质量，带负电荷的电子在核外空间绕核旋转。

3. 玻尔把普朗克量子化的观点引入到原子系统中，提出了波尔原子模型（波尔理论）。

二、波尔原子模型（波尔理论）经典电磁理论已不适用原子系统，玻尔从光谱学成就得到启发，利用普朗克的能量量了化的概念，提了三个假设： ①定态假设：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些状态中原子是稳定的，电子虽然做加速运动，但并不向外辐射能量，这些状态叫定态。原子能量最低的状态叫基态，其他能量较高状态叫激发态。

②跃迁假设：原子从一个定态（设能量为Em）跃迁到另一定态（设能量为En）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 hv=Em－En

③轨道量子化假设：原子的不同能量状态，跟电子不同的运行轨道相对应。原子的能量不连续，因而电子可能轨道的分布也是不连续的。 三、氢原子的能级图及跃迁规律（重点）：氢原子的各个定态的能量值，叫氢原子的能级。其中n=1的 定态称为基态。n=2以上的定态，称为激发态。

1.一个处于n激发态的氢原子跃迁发出的可能光子数（光谱线条数）最多为：ｎ－１。 第 - 3 - 页 共 6 页

２.一群处于n激发态的氢原子跃迁发出的可能光子数（光谱线条数）最多为：

2cnn(n1)

。2考点三：原子核 一、物理学史：

1.贝可勒尔发现了天然放射现象。天然放射现象的发现这表明原子核存在精细结构，是可以再分的。

2.查德威克发现了中子， 卢瑟福用α粒子轰击氮核打出质子。 二、衰变及三种射线（重点） 1、三种射线

（1）射线是氦核组成的α粒子（24He）粒子流，电离能力很强，穿透能力很弱；

0e）流；（2）射线是高速电子（1（3）射线是高频光子，电离能力很弱，穿

透能力很强。

2、原子核的衰变（原子核由于放出某种粒子而转变成新核的变化称为衰变，在原子核的衰变过程中，电荷数和质量数守恒）

M44（1） 衰 变：原子核放出α粒子（24He），即MZXZ2Y2He，衰变实质是原子核

内两个质子和两个中子结合成一个整体被抛射出去。

0M0e）（2） 衰 变：原子核放出电子（1，即MZXZ1Y1e，衰变实质原子核内一0e）个中子变为一个质子和一个电子（01n11H1。

（3）辐射伴随着衰变和衰变产生，这时放射性物质发出的射线中就会同时具有、和三种射线。

3、半衰期：放射性元素的原子核有一半（半数）发生衰变所需要的时间。

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（1）半衰期是对大量原子核衰变的统计规律，对一个或少数原子核，无法确定何时衰变。

（2）半衰期由原子核内部因素决定的，跟原子所处的化学状态或物理状态（外部条件）没有关系。

11（3）半衰期的计算：n余 =n原 ；m=m余原。 （说明：T为半衰期，t为

22tTtT衰变时间）

三、放射性元素的应用（了解）：

①利用它的射线：A、由于γ射线贯穿本领强，可以用来γ射线检查金属内部有没有砂眼或裂纹，所用的设备叫γ射线探伤仪；

B、利用射线的穿透本领与物质厚度密度的关系，来检查各种产品的厚度和密封容器中液体的高度等，从而实现自动控制；

C、利用射线使空气电离而把空气变成导电气体，以消除化纤、纺织品上的静电；D、利用射线照射植物，引起植物变异而培育良种，也可以利用它杀菌、治病等。②作为示踪原子：用于工业、农业及生物研究等.

四、放射性的防护（了解）：⑴在核电站的核反应堆外层用厚厚的水泥来防止放射线的外泄；

⑵用过的核废料要放在很厚很厚的重金属箱内，并埋在深海里；⑶在生活中要有防范意识，尽可能远离放射源。 五、核力与结合能：

1、核力：原子核内部核子间的相互作用力。核力是强相互作用的一种表现；核力是短程力（作用范围在1.5×10﹣15m内）；每个核子只跟相邻核子有核力作用。

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2、结合能（核能）：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。

3、比结合能（平均结合能）：原子核的结合能与核子数之比。原子核比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定。实际测量结果表明，中等质量的原子核比结合能较大。 4、质能方程和质量亏损：

原子核质量比组成它的核子质量的总和要小，这就是质量亏损Δm，由质量亏损通过爱因斯坦质能方程可求得释放的核能ΔE=Δmc2。 六、核反应类型与核反应方程（电荷数和质量数守恒）：

衰变、重核裂变（中子轰击、链式反应、镉吸收中子能力很强，所以用镉棒控制反应速度）、轻核聚变（强高温强高压）、原子核人工转变。

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