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名称
项目
电磁波
机械波
产生
由周期性变化的电场、磁场产生
由质点(波源)的振动产生
传播介质
不需要介质(在真空中仍可传播)
必须有介质(真空中不能传播)
波的种类
横波
既有横波也有纵波
速度特点
由介质和频率决定,在真空中等于光速(很大)(c=3×m/s)
仅由介质决定
能量
都能携带能量并传播能量
速度公式
v=λf
遵循规律
都能发生反射、折射、干涉、衍射等现象
3.电磁波的发射
(1)发射条件:开放电路和高频振荡信号,所以要对传输信号进行调制(调幅或调频)。
(2)调制方式
①调幅:使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变。
②调频:使高频电磁波的频率随信号的强弱而变。
4.无线电波的接收
(1)当接收电路的固有频率跟接收到的无线电波频率相等时,激起的振荡电流最强,这就是电谐振现象。
(2)使接收电路产生电谐振的过程叫做调谐,能够调谐的接收电路叫做调谐电路。
(3)从经过调制的高频振荡中“检”出调制信号的过程,叫做检波。检波是调制的逆过程,也叫做解调。
5.电磁波谱
按照电磁波的频率或波长的大小顺序把它们排列成谱叫做电磁波谱。
按波长由长到短排列的电磁波谱为:无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。
五、相对论
1.狭义相对论的两个基本假设
(1)狭义相对性原理:在不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的。
(2)光速不变原理:真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的,光速和光源、观测者间的相对运动没有关系。
2.质能关系
用m表示物体的质量,E表示它具有的能量,则爱因斯坦质能方程为E=mc2。
六、实验
(一)用单摆测量重力加速度的大小
1.基本原理与操作
2.数据处理
(二)测量玻璃的折射率
1.基本原理与操作
2.数据处理
(1)计算法:用量角器测量入射角θ1和折射角θ2,并查出其正弦值sinθ1和sinθ2。算出不同入射角时的sinθ1/sinθ2,并取平均值。
2()图象法
改变入射角θ1,测出不同的折射角θ2,作sinθ1-sinθ2图象,由n=sinθ1/sinθ2,可知图象应为直线,如图所示,其斜率为折射率。
3.误差分析
(1)入射光线、出射光线确定的准确性造成误差,故入射侧、出射侧所插两枚大头针间距应大一些。
(2)入射角和折射角的测量造成误差,故入射角应适当大些,以减小测量的相对误差。
(三)用双缝干涉实验测量光的波长
1.基本原理与操作
2.数据处理
3.误差分析
(1)双缝到屏的距离l的测量存在误差。
(2)测条纹间距Δx带来的误差。
①干涉条纹没有调整到最清晰的程度。
②误认为Δx为亮(暗)条纹的宽度。
③分划板刻线与干涉条纹不平行,中心刻线没有恰好位于条纹中心。
④测量多条亮条纹间的距离时读数不准确,此间距中的条纹数未数清。
高中物理3-5(近代物理)必备知识
一、波粒二象性·光电效应
复习课本第17章,重点复习第2节“光的粒子性”,完成下列基础知识填空和题目。
1、概念:在光(电磁波)的照射下,从物体表面逸出的现象称为光电效应,这种电子被称之为。使电子脱离某种金属表面所需做功的,叫做这种金属的逸出功,符号为W0。
2、规律:提出的“光子说”解释了光电效应的基本规律,光子的能量与频率的关系为。
①截止频率:当入射光子的能量逸出功时,才能发生光电效应,即:hνW0,也就是入射光子的频率必须满足v≥,取等号时的ν0=即为该金属的截止频率(极限频率);
②光电子的最大初动能:Ekm=,由此可知,对同一种金属,光电子的最大初动能随着入射光的频率增加而,随着入射光的强度的增加而;光电子从金属表面逸出时的初动能应分布在范围内。
3、实验:装置如右图,其中为阴极,光照条件下会发出光电子;
为阳极,吸收光电子,进而在电路中形成,即电流表的示数。
①当A、K未加电压时,电流表示数;
②当加上如图所示向电压时,随着电压的增大,光电流趋于一个饱和值,即;当电压进一步增大时,光电流。
③当加上相反方向的电压(向电压)时,光电流;当反向电压达到某一个值时,光电流减小为0,这个反向电压Uc叫做,即:使最有可能到达阳极的光电子刚好不能到达阳极的反向电压,则关于Uc的动能定理方程为。
某同学用同一装置在甲、乙、丙光三种光的照射下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线,如下图所示。则可判断出()
A.甲光的频率大于乙光的频率
B.乙光的波长大于丙光的波长
C.乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率
D.甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能
2、光电效应实验的图象
①纵截距——不加电压时,也有光电子能够自由运动到阳极形成光电流;
②饱和光电流——将所有光电子收集起来形成的电流,与光强成正比;
③横截距——遏止电压:光电流消失时的反向电压。
二、原子结构
复习课本第18章,重点复习第4节“玻尔的原子模型”,完成下列基础知识填空和题目。
1、物理学史:通过对的研究,发现了电子,从而认识到原子是有内部结构的;基于实验中出现的少数α粒子发生散射,提出了原子的核式结构模型;在年把物理量取值分立(即量子化)的观念应用到原子系统,提出了自己的原子模型,很好的解释了氢原子的。
2、玻尔理论:①原子的能量是量子化(取值分立)的,这些量子化的能量值叫做;原子能量最低的状态叫做,其他较高的能量状态叫做;
②原子在不同能量状态之间可以发生,当原子从高能级Em向低能级En跃迁时光子,原子从低能级En向高能级Em跃迁时光子,辐射或吸收的光子频率必须满足。
③原子对电子能量的吸收:动能两个能级之差的电子能量能被吸收,吸收的数值是,剩余的能量电子带走。
④原子电离:电离态——电子脱离原子时速度也为零的状态,此时“原子—电子”系统能量值为E∞=;要使处于量子数为n的原子电离,需要的能量至少是△E=E∞-En=
用大量具有一定能量的电子轰击大量处于基态的氢原子,观测到了一定数目的光谱线。调高电子的能量再次进行观测,发现光谱线的数目比原来增加了5条。用△n表示两次观测中最高激发态的量子数n之差,E表示调高后电子的能量。根据氢原子的能级图可以判断,△n和E的可能值为()
A.△n=1,13.22eVE13.32eV
B.△n=2,13.22eVE13.32eV
C.△n=1,12.75eVE13.06eV
D.△n=2,12.75eVE13.06ev
如图所示为氢原子的能级图.让一束单色光照射到大量处于基态(量子数n=1)的氢原子上,被激发的氢原子能自发地发出3种不同频率的单色光,照射氢原子的单色光的光子能量为E1,用这种光照射逸出功为4.54eV的金属表面时,逸出的光电子的初动能是E2则关于E1,E2的可能值正确的是
A.E1=12.09eV,E2=8.55eV
B.E1=13.09eV,E2=7.55eV
C.E1=12.09eV,E2=7.55eV
D.E1=12.09eV,E2=3.55eV
其一,要准确理解频率条件:
(1)原子对光子的吸收:“只有能量等于两个能级之差的光子才能被吸收”!稍大也不行,除非能把原子电离,电离后电子能级是连续的。
(2)原子对电子能量的吸收:动能大于或等于两个能级之差的电子能量能被吸收,吸收的数值是两个能级之差;剩余的能量电子带走。
(3)原子的电离:电离态——电子脱离原子时速度也为零的状态,此时“原子—电子”系统能量值为E∞=0;要使处于量子数为n的原子电离,需要的能量至少是。
其二,要会画能级跃迁图,并会用“排列组合”进行分析——大量处于量子数为n的能级的氢原子向低能级跃迁时,其可能辐射出的光子有种,因为大量处于量子数为n的能级的氢原子向低能级跃迁时,会产生量子数低于n各种氢原子,而每两个能级之间都可能发生跃迁。
三、原子核
复习课本第19章,完成下列基础知识填空和题目。
4、核反应:四大类型:、、重核裂变、;核反应遵循的基本规律是:守恒,守恒。
衰变规律:
两者均发生时,只有衰变才引起质量数的变化,但两者均会引起电荷数的变化。
衰变的快慢用T来描述,它是一个微观概率概念、宏观统计概念;某种放射性元素的质量为m0,经过时间t后,该元素剩下的质量为m=,已反应的质量为;元素的半衰期只与有关,而与核外甚至整个原子分子状态关,因此元素的化合状态、温度、压强的变化引起半衰期变化。
5、核能:
(1)结合能:核子结合成原子核的过程中的能量,也就是原子核分解成核子时的能量,叫做原子核的。原子核的结合能除以原子核内的,得到该原子核的;原子核的比结合能越大,核子的平均质量,原子核越稳定,核子平均质量最小。
(2)核能:爱因斯坦质能方程指出,物质具有的能量和质量具有简单的正比关系;核反应过程中辐射出(或吸收)能量时,就一定同时辐射出(或增加)了质量,即核反应中有.△m,辐射出(吸收)的能量由公式算出;当较轻的原子核为中等质量的原子核时,或者较重的原子核为几个中等质量的原子核时,存在明显的,可以释放出大量的能量,因此,、是核能开发的有效途径。
核能计算中的一些单位之间的关系:1eV=J,1MeV=eV,1GeV=eV,1u对应MeV。具体计算核能时,若△m以kg为单位,如△m=xkg,则△E=△m·,若△m以u为单位,如△m=xu,则△E=。
下列论断中正确的是()
A.铅核比钍核少23个中子
B.铅核比钍核少24个质子
C.衰变过程中共有4次衰变和8次β衰变
D.衰变过程中共有6次衰变和4次β衰变
两个氘核聚变产生一个中子和氦核(氦的同位素).已知氘核的质量mD=2.u,氦核的质量mHe=3.u,中子的质量mn=1.u.该聚变方程为,该过程释放的核能为MeV=J。
1、衰变
(2)计算衰变次数的技巧——先由质量数变化计算衰变次数,再由电荷数变化、衰变次数列方程计算β衰变次数。
2、四大类核反应对比
类型
可控性
核反应方程典例
衰
变
α衰变
自发
U→Th+24He
β衰变
自发
Th→Pa+-10e
人工转变
人工控制
N+24He→O+11H(卢瑟福发现质子)
24He+49Be→C+01n(查德威克发现中子)
Al+24He→
P+01n
(约里奥·居里夫妇发现放射性同位素,同时发现正电子)
P→Si+10e
重核裂变
比较容易进行人工控制
U+01n→Ba+Kr+n
U+01n→Xe+Sr+n
轻核聚变
除氢弹外无法控制
12H+13H→24He+01n
3、核能的计算
(1)质量亏损是指反应前后体系静止质量的差值;
(2)记住一个结论:1u=.5MeV。
4、物理学常识
①光电效应、阴极射线、天然放射现象的发现者、解释者及其意义
②α粒子散射实验的操作者及其意义
③原子光谱的谱线分离特点及其解释者
④三种天然放射线的本质、产生机制和特性
⑤两种衰变的本质及其规律
⑥四种核反应类型及其遵循的三大规律(质量数守恒、电荷数守恒、能量守恒)
(感谢湖北陈恩谱老师精彩分享。)
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编辑设计:求学衡水(qxhs97)
来源:网络
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