高中物理選修3-5知識點總結(同名12470)

PAGEPAGE3高二(3233)班選修3-5總結一,動量定理的理解與應用1.容易混淆的幾個物理量的區(qū)別(1)動量與沖量的區(qū)別：名稱內容大小矢量性方向瞬時與過程相對性與絕對性聯(lián)系動量p＝mv矢量與v同向瞬時量相對性與參照物選擇有關動量與沖量無因果關系沖量I＝Ft矢量與F同向過程量絕對性與參照物選擇無關(2)動量、動量變化量、動量變化率的區(qū)別：名稱內容大小矢量性方向與其他的聯(lián)系動量p＝mv矢量與v同向—動量變化量Δp＝mvt－mv0矢量與合力同向Δp＝F合·t動量變化率eq\f(Δp,Δt)矢量與合力同向eq\f(Δp,Δt)＝F合2．動量定理的應用(1)應用I＝Δp求變力的沖量。如果物體受到變力作用，則不能直接用I＝F·t求變力的沖量，這時可以求出該力作用下物體動量的變化Δp，即等效代換為變力的沖量I。(2)應用Δp＝F·t求恒力作用下的曲線運動中物體動量的變化。曲線運動中物體速度方向時刻在改變，求動量變化Δp＝p′－p需要應用矢量運算方法，比較復雜。如果作用力是恒力，可以求恒力的沖量，等效代換動量的變化。(3)用動量定理解釋現(xiàn)象。用動量定理解釋的現(xiàn)象一般可分為兩類：一類是物體的動量變化一定，分析力與作用時間的關系；另一類是作用力一定，分析力作用時間與動量變化間的關系。分析問題時，要把哪個量一定、哪個量變化搞清楚。(4)處理連續(xù)流體問題(變質量問題)。通常選取流體為研究對象，對流體應用動量定理列式求解。3．應用動量定理解題的步驟(1)選取研究對象。(2)確定所研究的物理過程及其始、末狀態(tài)。(3)分析研究對象在所研究的物理過程中的受力情況。(4)規(guī)定正方向，根據(jù)動量定理列方程式。(5)解方程，統(tǒng)一單位，求解結果。4．動量守恒定律與機械能守恒定律的比較項目動量守恒定律機械能守恒定律守恒條件不受外力或所受合外力為零只有重力和彈力做功一般表達式p1＋p2＝p1′＋p2′Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2標矢性矢量式標量式守恒條件的理解外力總沖量為零，系統(tǒng)總動量不變只發(fā)生勢能和動能相互轉化?？梢杂兄亓蛷椓σ酝獾牧ψ饔?，但必須是不做功注意事項應選取正方向選取零勢能面系統(tǒng)動量成立的條件：①系統(tǒng)(或某方向)不受外力作用時，系統(tǒng)(或某方向)動量守恒；②系統(tǒng)(或某方向)受外力但所受外力之和為零，則系統(tǒng)(或某方向)動量守恒；③系統(tǒng)(或某方向)所受合外力雖然不為零，但系統(tǒng)的內力遠大于外力時，如碰撞、爆炸等現(xiàn)象中，系統(tǒng)(或某方向)的動量可看成近似守恒；④系統(tǒng)總的來看不符合以上三條中的任意一條，則系統(tǒng)的總動量不守恒。但是，若系統(tǒng)在某一方向上符合以上三條中的某一條，則系統(tǒng)在該方向上動量守恒。用X射線照射物體時，一部分散射出來的X射線的波長會變長，這個現(xiàn)象稱為康普頓效應1．光的干涉、衍射、偏振現(xiàn)象證明光具有波動性．愛因斯坦光電效應（光子有能量）康普頓效應（光子有動量和能量）說明光具有粒子性．光的本性：光既具有波動性，又具有粒子性，稱為光的波粒二象性．2．光波是概率波．大量的、頻率低的粒子波動性明顯（注意有粒子性，只是不明顯）3.德布羅意物質波（電子衍射證實）:任何一個運動著的物體，小到微觀粒子大到宏觀物體都有一種波與它對應，其波長λ＝eq\f(h,p)，p為運動物體的動量，h為普朗克常量.()原子結構1.英國物理學家湯姆孫根據(jù)陰極射線在電場和磁場中的偏轉情況，判定其為電子，并求出了電子的比荷。密立根通過油滴實驗測出了電子電荷，并發(fā)現(xiàn)電荷是量子化的。2．盧瑟福α粒子散射實驗：說明原子具有核式結構。絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后，基本上仍沿原來的方向前進，但少數(shù)α粒子發(fā)生了大角度偏轉，極少數(shù)α粒子的偏轉超過了90°，有的甚至被撞了回來。．3．盧瑟福提出原子核式結構模型二、玻爾原子結構假說（是科學假說、類似還有安培分子電流假說）1．定態(tài)（能量量子化）2．軌道量子化3．躍遷條件：4．氫原子的能級公式：En＝eq\f(1,n2)E1(n＝1,2,3，…)，其中E1為基態(tài)能量5.對原子躍遷和電離理解：躍遷：原子從低能級（高能級）E初向高能級（低能級）E末躍遷，只吸收（輻射）hν＝E末－E初的能級差能量光子．可以吸收EkE末－E初的能級差能量的電子。基態(tài)電離：基態(tài)的氫原子吸收大于等于13.6eV能量的光子或電子后使氫原子電離。6.一個處于量子數(shù)為n的激發(fā)態(tài)的氫原子，最多可以輻射n-1中不同頻率的光子，一群處于量子數(shù)為n的激發(fā)態(tài)的氫原子，最多可以輻射種不同頻率的光子。7.氫原子的能量(類比天體模型)：E總=EK+EP，當軌道半徑減小時，庫侖引力做正功，原子的電勢能減小，電子動能增大，原子總能量減?。粗?，軌道半徑增大時，原子電勢能增大，電子動能減小，原子總能量增大．8.波爾模型的局限：成功之處為將量子觀點引入原子領域，提出定態(tài)和躍遷。不足之處為保留了經典粒子的觀念，仍把電子的運動看做經典力學描述下的軌道運動。原子核部分1.法國物理學家貝克勒爾發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象，說明原子核還具有復雜的結構．居里夫婦發(fā)現(xiàn)放射性元素釙（Po）和鐳(Ra)。2．原子核由中子和質子組成，質子和中子統(tǒng)稱為核子．X元素原子核的符號為eq\o\al(A,Z)X，其中A表示質量數(shù)，Z表示核電荷數(shù)．種類組成電荷量質量貫穿本領電離α射線2e4mp最弱很強β射線－eeq\f(mp,1836)較強較弱γ射線光子（電磁波）0靜止質量為零最強很弱3.原子核放出α粒子或β粒子，變成另一種原子核的變化稱為原子核的衰變．α衰變：eq\o\al(A,Z)X→eq\o\al(A－4,Z－2)Y＋eq\o\al(4,2)Heα衰變的實質：2eq\o\al(1,1)H＋2eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(4,2)Heβ衰變：eq\o\al(A,Z)X→eq\o\al(A,Z＋1)Y＋eq\o\al(0,－1)eβ衰變的實質：1eq\s\do2(\d\ba4(0))n→0eq\s\do2(\d\ba7(-1))e+1eq\s\do2(\d\ba4(1))Hγ射線是α或β衰變后產生的新核能級躍遷輻射出來。4．半衰期：放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時間．①半衰期概念適用于大量核衰變（少數(shù)個別的核衰變時，談半衰期無意義）②半衰期由核的性質來決定，與該元素的物理性質（狀態(tài)、壓強、溫度、密度等）化學性質或存在形式均無關③N=N0（1／2）t／τ，m=m0（1／2）t／τ，I=I0（1／2）t／τI——單位時間內衰變的次數(shù)，τ——半衰期N0、m0、I0為最初量，N、m、I為t時間后剩下未衰變量衰變次數(shù)的方法：先由質量數(shù)的改變確定α衰變的次數(shù)，然后再確定β衰變的次數(shù)5．核力：組成原子核的核子之間有很強的相互作用力，使核子能克服庫侖力而緊密地結合在一起，這種力稱為核力．其特點為：(1)核力是強相互作用的一種表現(xiàn)，在原子核的尺度內，核力比庫侖力大得多．(2)核力是短程力，作用范圍在1.5×10－15m之內．(3)每個核子只跟相鄰的核子發(fā)生核力作用，這種性質稱為核力的飽和性．6．原子核是核子結合在一起構成的，要把它們分開，需要能量，叫原子核的結合能．結合能與核子數(shù)之比稱比結合能，比結合能越大，原子核中核子結合越牢固，原子核越穩(wěn)定7．質量虧損：原子核的質量小于組成它的核子的質量之和，這個現(xiàn)象叫做質量虧損．8.中等大小的核的比結合能最大（平均每個核子的質量虧損最大），這些核最穩(wěn)當。9．愛因斯坦質能方程為E=mc2，若核反應中的質量虧損為Δm，釋放的核能ΔE=Δmc2.10．重核裂變和輕核聚變過程中都有質量虧損，釋放出核能。11．慢化劑：石墨、重水、輕水（普通水）。鎘棒（控制棒）控制鏈式反應的速度。12.氫彈、太陽內部發(fā)生的是熱核反應（聚變）。原子彈、核電站等（重核裂變）13放射性同位素及其應用和防護(1)工業(yè)部門使用射線測厚度——利用γ射線的穿透特性；(2)煙霧報警器的使用——利用射線的電離作用，增加煙霧導電離子濃度；(3)農業(yè)應用——γ射線使種子的遺傳基因發(fā)生變異，殺死腐敗細菌、抑制發(fā)芽等；(4)做示蹤原子——利用放射性同位素與非放射性同位素有相同的化學性質．常見粒子符號：α粒子（4eq\s\do2(\d\ba4(2))He）、氚核（3eq\s\do2(\d\ba4(1))H）、氘核（2eq\s\do2(\d\ba4(1))H）、質子（1eq\s\do2(\d\ba4(1))H）、中子（1eq\s\do2(\d\ba4(0))n）、電子（0eq\s\do2(\d\ba7(-1))e）、正電子（0eq\s\do2(\d\ba4(1))e）等15．應用質能方程解題的流程圖(1)根據(jù)ΔE＝Δmc2計算，計算時Δm的單位是“kg”，c的單位是“m/s”，ΔE的單位是“J”．(2)根據(jù)ΔE＝Δm×931.5MeV計算．因1原子質量單位(u)相當于931.5MeV的能量，所以計算時Δm的單位是“u”，ΔE的單位是“MeV”．類型可控性核反應方程典例衰變α衰變自發(fā)eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)Heβ衰變自發(fā)eq\o\al(234,90)Th→eq\o\al(234,91)Pa＋eq\o\al(0,－1)e人工轉變人工控制eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)H(盧瑟福發(fā)現(xiàn)質子)eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(9,4)Be→eq\o\al(12,3)C＋eq\o\al(1,0)n(查德威克發(fā)現(xiàn)中子)eq\o\al(27,13)Al＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)n約里奧·居里夫婦發(fā)現(xiàn)放射性同位素，同時發(fā)現(xiàn)正電子eq\o\al(30,15)P→eq\o\al(30,14)Si＋eq\o\al(0,＋1)e重核裂變比較容易進行人工控制eq\o\al(235,92)U＋eq\o