原子物理光學知識點

重要概念和規(guī)律原子核式構(gòu)造學說〔盧瑟?！吃囼灨爪亮Ｗ由⑸湓囼灐亮Ｗ哟┻^金箔，覺察絕大多數(shù)α粒子按原α原子中心有一個帶正電的核〔半徑約10-1～10-14，集中了幾乎全部原子質(zhì)量、帶負電的電子在核外繞核旋轉(zhuǎn)〔原子半徑約10-10。困難問題按經(jīng)典理論，電子繞核旋轉(zhuǎn)將輻續(xù)光譜。玻爾理論〔玻爾〕試驗根底氫光譜規(guī)律的爭論。根本內(nèi)容〔三點假設(shè)1〕原子只能處于一系列不連續(xù)的、穩(wěn)定的能量狀態(tài)〔定態(tài)，其總能量E〔包括動能和電勢能〕與基態(tài)總能量量的關(guān)系為En=E1/n〔13…〔〕〔或吸取〕hν=E初-E〔3〕電子繞核運行的可能軌道是不連續(xù)的。各可能軌道的半徑rn=n2r1基態(tài)軌道半徑rn=3…。困難問題無法解釋簡潔原子的光譜．放射現(xiàn)象〔貝克勒爾〕三種射線〔1〕α射線氦原子核流。v≈c/10。貫穿本領(lǐng)很小。電離作用很強。β射線高速電子流。v≈c。貫穿本領(lǐng)強，電離作用弱。γ射線波長很短的電磁波。v=c。貫穿本領(lǐng)很強，電離作用很弱。衰變規(guī)律遵循電量、質(zhì)量〔和能量〕守恒。α衰變、β衰變、γ衰變〔γ衰變是伴隨著α衰變或β衰變同時發(fā)生的。半衰期放射性元素的原子讀有半數(shù)發(fā)生衰變所需要的時間。由核內(nèi)部本身因素打算．跟原子所處的物理狀態(tài)或化學狀態(tài)無關(guān)．公式原子核的組成試驗根底〔1〕質(zhì)子覺察〔1919年，盧瑟?！?47N+24He→817O+11H〕49Be+He→612C+01n根本內(nèi)容原子核由質(zhì)子和中子〔統(tǒng)稱核子〕組成．原子核的質(zhì)量數(shù)等于質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)之和．原子核的電荷數(shù)等于質(zhì)子數(shù)。各核子間依靠強大的核力來集在核內(nèi)。5．放射性同位素養(yǎng)子數(shù)一樣、中子數(shù)不同，具有放射性的原子。試驗根底用α粒子蓋擊鋁核首先實現(xiàn)用人工方法得到放出性同位素磷〔1934年，約里奧?居里夫婦。根本應(yīng)用〔1〕利用射線的貫穿本領(lǐng)、電離作用或?qū)ι锝M織的物理、化學效應(yīng)?！?〕做為示蹤原子。6.核能質(zhì)量虧損組成原子核的核子的質(zhì)量與原子核的質(zhì)量之差．質(zhì)能方程E=mc2 核反響能△E=△mc2〔二〕物理光學——人類對光本性的生疏進展過程微粒說〔牛頓〕光的反射現(xiàn)象。困難問題無法解釋兩種媒質(zhì)界面同時發(fā)生的反射、折射現(xiàn)象以及光的獨立傳播規(guī)律等。波動說〔惠更斯〕根本觀點認為光是某種振動激起的波〔機械波〕。試驗根底光的干預(yù)和衍射現(xiàn)象。①個的干預(yù)現(xiàn)象——楊氏雙縫干預(yù)試驗條件兩束光頻率一樣、相差恒定。裝置〔略〕?，F(xiàn)象消滅中心明條，兩邊等距分布的明暗相間條紋。解釋屏上某處到雙孔〔雙縫〕的路程差是波長的整數(shù)倍〔半個波長的偶數(shù)倍〕時，兩波同相疊加，振動加強，產(chǎn)生明條；兩波反相疊加，振動相消，產(chǎn)生暗條。應(yīng)用檢查平面、測量厚度、增加光學鏡頭透射光強度〔增透膜〕．②光的衍射現(xiàn)象——單縫衍射〔或圓孔衍射〕現(xiàn)象：消滅中心最亮最寬的明條，兩邊不等距發(fā)表的明暗條紋〔或明暗鄉(xiāng)間的圓環(huán)〕。電磁說〔麥克斯韋〕根本觀點認為光是一種電磁波。試驗根底赫茲試驗〔證明電磁波具有跟光同樣的性質(zhì)和波速〕。各種電磁波的產(chǎn)生氣理無線電波自由電子的運動；紅外線、可見光、紫外線原子外層電子受激發(fā)；x射線原子內(nèi)層電子受激發(fā)；γ射線原子核受——〔特征光譜。困難問題無法解釋光電效應(yīng)現(xiàn)象。光子說〔愛因斯坦〕根本觀點認為光由一份一份不連續(xù)的光子組成每份光子的能量E=hν〔略②入射光頻率必需大于光陰極金屬的極限頻率ν。；③當ν＞v。時，光電流強度與入射光強度成正比；④光電子的最大初動能與入射光強無關(guān)，只隨著人射光燈中的增大而增大。解釋①光子能量可以被電子全部吸取．不需能量積存過程；②外表電子抑制金屬原子核引力逸出至少需做功〔逸出功〕hν。；③入射光強。單位時間內(nèi)入射光子多，產(chǎn)生光電子多；④入射光子能量只與其頻率有關(guān)，入射至金屬表，除用于逸出功外。其余轉(zhuǎn)化為光電子初動能。困難問題無法解釋光的波動性。性。大量光子的運動規(guī)律顯示波動性，個別光子的行為顯示粒子性。試驗根底微弱光線的干預(yù)，X射線衍射．試題

主考察學問點bac90abc60。一平行細光束從O點沿垂直于bc面的方向射入棱鏡棱鏡材料的折 a射率n= 2，假設(shè)不考試原入射光在bc面上的反射光，則有光線〔〕

光的折從ab面射出從ac面射出 b o c 射從bc面射出，且與bc面斜交從bc面射出，且與bc面垂直一束復(fù)色光由空氣射向玻璃，發(fā)生折射而分為a、b兩束單色光，其傳播方向如以下圖。設(shè)玻璃對a、bn

n，a、b在玻璃中的傳播速度空氣

光的折a b分別為vv，則〔〕a bA．n>n

B．n<n

玻璃 射a bC．v>v

a b baD．v<vaa b a b兩種單色光由水中射向空氣時發(fā)生全反射的臨界角分別為θ 1

> 。2 1 2用n、n 分別表示水對兩單色光的折射率，v、v

分別表示兩單色光在水中的傳光的折1 2 1 2播速度〔〕射

l 2 1 2

l 2 1 2

l 2 1 2

l 2 1 2一束復(fù)色光由空氣射向一塊平行平面玻璃磚，經(jīng)折射分成兩束單色光a、b。a光的頻率小于b光的頻率。以下哪個光路圖可能是正確的？〔〕光的折射光纖通信是一種現(xiàn)代通信手段，它可以供給大容量、高速度、高質(zhì)量的通信服〔〕Ａ．光纖通信利用光作為載體來傳播信息Ｂ．光導(dǎo)纖維傳遞光信號是利用光的衍射原理 光纖Ｃ．光導(dǎo)纖維傳遞光信號是利用光的色散原理Ｄ．目前廣泛應(yīng)用的光導(dǎo)纖維是一種格外細的特制玻璃絲在中子衍射技術(shù)中，常利用熱中子爭論晶體的構(gòu)造，由于熱中子的德布羅意波長與晶體中原子間距相近中子質(zhì)量m=1．67×10—27kg，普朗克常量h=6．63 物質(zhì)波×10—34J·s，可以估算德布羅意波長λ=1．82×10-10m的熱中子動能的數(shù)量級為〔〕(A)10—17J (B)10—19J (C)10—21J (D)10—24J7．(14分)1801年，托馬斯·楊用雙縫干預(yù)試驗爭論了光波的性質(zhì)．1834年，洛埃利用單面鏡同樣得到了楊氏干預(yù)的結(jié)果(稱洛埃鏡試驗〔〕洛埃鏡試驗的根本裝置如以下圖，S為單色光源，M為一平面鏡．試用平面鏡成像作圖法在答題卡上畫出S經(jīng)平面鏡反射后的光與直接發(fā)出的光在光屏上相交的區(qū)域．設(shè)光源S到平面鏡的垂直距離和到光屏的垂直距離分別為a和L，光的波長為λ(或暗紋)間距離Δx的表達式．8．在以下各組的兩個現(xiàn)象中都表現(xiàn)出光具有波動性的是〔〕A．光的折射現(xiàn)象、色散現(xiàn)象 B．光的反射現(xiàn)象、干預(yù)現(xiàn)象C．光的衍射現(xiàn)象、偏振現(xiàn)象 D．光的直線傳播現(xiàn)象、光電效應(yīng)現(xiàn)象9．某光電管的陰極是用金屬鉀制成的，它的逸出功為2．21eV，用波長為2．5×1-m×18m/1×10-1C，

平面鏡成像與光的干預(yù)波動性普朗克常量為6．63×10-34J·s，求得鉀的極限頻率和該光電管放射的光電子的最光電效大動能應(yīng)分別是〔〕Ａ．5．3×1014H

，2．2J Ｂ．5．3×1014HZ

，4．4×10-19J 應(yīng)ZＣ．3．3×1033H

，2．2J Ｄ．3．3×1033HZ

，4．4×10-19JZ現(xiàn)用電子顯微鏡觀測線度為d微鏡工作時電子的德布羅意波長設(shè)定為d/n，其中n>1。普朗克常量h．電子質(zhì)量me為〔〕 物質(zhì)波n2h2Ａ．

Ｂ．md2h23

d2h2Ｃ．

n2h2Ｄ．1med2 1

n2e3

2men2

2med2局部電磁波的大致波長范圍如以下圖縫獲得明顯的衍射現(xiàn)象，可選用 衍射 波段的電磁波，其緣由是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿?！病橙缫韵聢D，一束白光通過玻璃棱鏡發(fā)生色散現(xiàn)象，以下說法正確的選項是〔〕Ａ．紅光的偏折最大，紫光的偏折最小Ｂ．紅光的偏折最小，紫光的偏折最大Ｃ．玻璃對紅光的折射率比紫光大Ｄ．玻璃中紫光的傳播速度比紅光大硅光電池是利用光電效應(yīng)將光輻射的能量轉(zhuǎn)化為電能。假設(shè)有N個頻率為的光子打在光電池極板上，這些光子的總能量為h為普朗克常數(shù)〔〕1A．hν B．2hν C．Nhν D．2Nhν

光的折射光的色散光子說十六、光的反射和折射〔幾何光學〕反射定律α＝i ｛α;反射角，i:入射角｝確定折射率(光從真空中到介質(zhì))n＝c/v＝sin/sin｛n:折射率，c:真空中的光速，v:::折射角｝全反射：1〕光從介質(zhì)中進入真空或空氣中時發(fā)生全反射的臨界角C：sinC＝1/n2)全反射的條件：光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)；入射角等于或大于臨界角注:平面鏡反射成像規(guī)律:成等大正立的虛像,像與物沿平面鏡對稱；三棱鏡折射成像規(guī)律:成虛像,出射光線向底邊偏折,像的位置向頂角偏移；P12,放大鏡是凸透鏡,近視眼鏡是凹透鏡；4)熟記各種光學儀器的成像規(guī)律,利用反射(折射)規(guī)律、光路的可逆等作出光路圖是解題關(guān)鍵；(5)白光通過三棱鏡發(fā)色散規(guī)律：紫光靠近底邊出射見十七、光的本性〔光既有粒子性,又有波動性,稱為光的波粒二象性〕兩種學說:微粒說(牛頓)、波動說(惠更斯)雙縫干預(yù)::＝nλ:＝(2n+1)λ/2〔n＝0,1,2,3,、；條紋間距｛λλ/2d兩條狹縫間的距離；l：擋板與屏間的距離｝光的顏色由光的頻率打算,光的頻率由光源打算,與介質(zhì)無關(guān),(助記：紫光的頻率大，波長小)薄膜干預(yù):增透膜的厚度是綠光在薄膜中波長的1/4,即增透膜厚度d＝λ/4光的衍射：光在沒有障礙物的均勻介質(zhì)中是沿直線傳播的，在障礙物的尺寸比光的波長大6.光的偏振：光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波(按波長從大到小排列):γ實際應(yīng)用光子說,一個光子的能量E＝hν ｛h:普朗克常量＝6.63×10-34J.s，ν:光的頻率｝愛因斯坦光電效應(yīng)方程：mVm2/2＝hν－W｛mVm2/2:光電子初動能，hν:光子能量，W:金屬的逸出功｝注:要會區(qū)分光的干預(yù)和衍射產(chǎn)生原理、條件、圖樣及應(yīng)用,如雙縫干預(yù)、薄膜干預(yù)、單縫衍射、圓孔衍射、圓屏衍射等；其它相關(guān)內(nèi)容:光的本性學說進展史/泊松亮斑/放射光譜/吸取光譜/光譜分析/原子特征譜線/光電效應(yīng)的規(guī)律光子說/光電管及其應(yīng)用//激光十八、原子和原子核α粒子散射試驗結(jié)果a)大多數(shù)的α粒子不發(fā)生偏轉(zhuǎn)；(b)少數(shù)α粒子發(fā)生了較大角度的偏轉(zhuǎn)；?極少數(shù)α粒子消滅大角度的偏轉(zhuǎn)(甚至反彈回來)原子核的大?。?0-15～10-14m，原子的半徑約10-10m(原子的核式構(gòu)造)光子的放射與吸?。涸影l(fā)生定態(tài)躍遷時,要輻射(或吸取)確定頻率的光子:hν＝E初-E末｛能級躍遷｝原子核的組成：質(zhì)子和中子〔統(tǒng)稱為核子，＝質(zhì)量數(shù)＝Z電荷數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＝核外電子數(shù)＝原子序數(shù)自然放射現(xiàn)象：α射線〔α粒子是氦原子核、β射線〔高速運動的電子流、γ射線〔波長極短的電磁波、α衰變與β衰變、半衰期(有半數(shù)以上的原子核發(fā)生了衰變所用的時間)。γ射線是伴隨α射線和β射線產(chǎn)生的愛因斯坦的質(zhì)能方程:E＝mc2｛E:能量(J)，m:質(zhì)量(Kg)，c:光在真空中的