高中物理選修3-5知識點(diǎn)總結(jié)歸納

動量守恒定律

一、動量：動量守恒定律

1、動量

可以從兩個(gè)側(cè)面對動量進(jìn)行定義或解秒

①物體的質(zhì)顯跟其速度的乘積，叫做物體的動量。

②動量是物體機(jī)械運(yùn)動的一種量度.

動量的表達(dá)式P=mv0單位是

心際白

.動吊是矢昂：,其方向就是瞬時(shí)逑度的方向。因?yàn)樗俣仁窍鄤竦模?/p>

動量也是相對的。

2、動量守恒定律

當(dāng)系統(tǒng)不受外力作用或所受合外力為零，則系統(tǒng)的總動導(dǎo):守恒.動吊守

恒定律根據(jù)實(shí)際情況育多種表達(dá)式，一般常用等號左右分別表示系統(tǒng)作

用前后的總動量。

運(yùn)用動最守恒定律要注者以卜?幾個(gè)問題：

①動屋守恒定律一般是針對物體系的,時(shí)單個(gè)物體談動后守恒沒有意義。

②對「?某些特定的問題，例如碰撞、爆炸等，系統(tǒng)在?個(gè)非常短的時(shí)間

內(nèi)，系統(tǒng)內(nèi)部各物體相互作用力，遠(yuǎn)比它們所受到外界作用力大，就可

以把這些物體看作一個(gè)所受合外力為零的系統(tǒng)處理”在這一短得時(shí)間

內(nèi)遵循動量守恒定律。

③討算動眼時(shí)要涉及速度，這時(shí)?個(gè)物體系內(nèi)各物體的速度必須是相對

于同一慣性參照系的，一般取地面為參照物。

④動量是矢量，因此?系統(tǒng)總動揖”是指系統(tǒng)中所仃物體動量的矢量和，

而不是代數(shù)和。

⑤動后守恒定律也可以應(yīng)用于分動顯守恒的情況。有時(shí)雖然系統(tǒng)所受合

外力不等于零，但只要在某一方面上的臺外力分量為零，那么在這個(gè)方

向上系統(tǒng)總動量的分量是守恒的.

⑥動量守恒定律有廣泛的應(yīng)用范第?只要系統(tǒng)不受外力或所受的合外力

為零，那么系統(tǒng)內(nèi)部生物體的相互作用，不論是萬有引力、彈力、摩擦

力，足是電力、眥力，動量守恒定律都適用。

系統(tǒng)內(nèi)部各物體相互作用時(shí)，不論具有相同或相反的運(yùn)動方向；在相互

作用時(shí)不論是否直接接觸：在相互作用后不論是粘在一起，還是分裂成

碎塊，動員守恒定律也都玷用。

3.動星與動能、動呈守帆定律與機(jī)械能守恒定律的比較。

動量與動能的比較:

①動后是矢量，動能是標(biāo)早，

②動量是用來描述機(jī)械運(yùn)動互相轉(zhuǎn)移的物理量，而動能往往用來描述機(jī)

械運(yùn)動與共他運(yùn)動（比如熱、光、電等）相互轉(zhuǎn)化的物理量。

比如完全非彈性碰撞過并研究機(jī)械運(yùn)動轉(zhuǎn)移——速度的變化可以用動

信守恒，若要研究碰撞過程改變成內(nèi)能的機(jī)械能則要用動能為損失去計(jì)

算了。所以動量和動能是從不同側(cè)面反映和描述機(jī)械運(yùn)動的物理量。

動鼠守恒定律與機(jī)械能守恒定律比較：前者是矢葩式,有廣泛的適用范

困，而后者是標(biāo)量式其適用范圍則要窄得多.這些區(qū)別在使用中一定要

注意。

點(diǎn)擊查看:本號的使用說明

4.碰撞

兩個(gè)物體相互作用時(shí)間極短，作用力又很大，其他作用相對很小，運(yùn)動

狀態(tài)發(fā)生顯著化的現(xiàn)象叫做碰撞。

以物體間碰撞形式區(qū)分.可以分為“對心碰撞”（正碰），而物體碰前速度沿

它們質(zhì)心的連線；.非對心碰撞”一中學(xué)階段不研究.

以物體碰揄M后兩物體總動能是否變化I乂分,可以分為：?弗性碰撩工

碰撞前后物體系總動能守恒：,非彈性碰撞”，完全非彈性碰撞是非彈性

碰撞的特例，這種碰撞,物體在相碰后粘合在一起.動能根失最大.

各類碰撞都遵守動量守恒定律和能最守恒定律，不過在非彈性碎撞中,

有一部分動能轉(zhuǎn)變成了其他形式能量，因此動能不守恒了。

二，彈性碰撞和非彈性碰撞

碰撞：相互運(yùn)動的物體相遇.在較短的時(shí)間內(nèi),通過相互作用，運(yùn)動狀

態(tài)發(fā)生顯著變化的過程叫碰撞。

碰撞的種類r

完全非嬋性

⑴完全彈性碰撞：在彈性力的作用卜，系統(tǒng)內(nèi)只發(fā)生機(jī)械能的轉(zhuǎn)移.無

機(jī)械能的損失，稱完全彈性碰撞。

⑵非抨性碰撞：在非.彈性力的作用下，部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為物體的內(nèi)能,

機(jī)械能有r損失，稱非彈性碰撞。

⑶完全非彈性碰撞；在完全非彈性力的作用F,機(jī)械能損失最大（轉(zhuǎn)化

為內(nèi)能好），稱完全非彈性碰撞。碰撞物體拈合在一起，具有相同的速

度。

波粒二象性

一、量子論

1.創(chuàng)立標(biāo)志：1900年普朗克在德國的《物理年刊》卜.發(fā)表《論正常光

譜催景分布定律》的論文，標(biāo)志著量子論的誕生.

2.量子論的主要內(nèi)容

①普朗克認(rèn)為物質(zhì)的幅射能量并不是無限可分的，其最小的、不可分的

能量單元即“能量子”或稱"量子-，也就是說組成能量的單元是量子.

②物質(zhì)的輻射能量不是連續(xù)的，而是以鼠子的整數(shù)倍跳躍式變化的。

3.量子論的發(fā)展

①1905年，愛因斯坦獎量子概念推廣到光的傳播中，提出了光景于論.

②1913年,英國物理學(xué)家玻爾把量子概念推廣到原子內(nèi)部的能量狀態(tài),

提出了一種量子化的原子結(jié)構(gòu)模型，豐富了量子論。

③到1925年左右，晶子力學(xué)最終建立.

二、黑體和黑體輻射

1.熱輻射現(xiàn)象

任何物體在任何溫度下都要發(fā)射各種波K的電磁波，并且其輻射能鼠的

大小及輻射能量按波長的分布都與溫度有關(guān).這種由于物質(zhì)中的分子、

原子受到熱激發(fā)而發(fā)射電磁波的現(xiàn)象稱為熱箱射。

①物體在任何溫度下都會抽射能最，

②物體既會輻射能量，也會吸收能顯。物體在某個(gè)頻率范國內(nèi)發(fā)射電磁

波能力越大，則它吸收該頻率范圍內(nèi)電磁波能力也越大.

輻射和吸收的能最恰相等時(shí)稱為熱平衡.此時(shí)溫度恒定不變。

實(shí)驗(yàn)表明：物體輻射能多少決定于物體的溫度（T）、輻射的波長、時(shí)

間的長短和發(fā)射的面積。

』（不?。?/p>

2.星體

物體具有向四周幅射能后的本領(lǐng)，又有吸收外界輻射來的能盤的本領(lǐng).

黑體是指在任何溫度下，全部吸收任何波長的輻射的物體。

3.實(shí)臉規(guī)律；

①隨著溫度的升高,黑體的輻射強(qiáng)度都有增加；

②能著溫度的升高，輻射強(qiáng)度的極大值向波長較短方向移動。

三、光電效應(yīng)

1.光電效應(yīng)在光（包拈不可見光）的照射下，從物體發(fā)射出電子的現(xiàn)象

稱為光電效應(yīng)。

2.光電效應(yīng)的女驗(yàn)規(guī)律：裝置如卜圖

①任何一種金屬都有一個(gè)極限頻率,入射光的頻率必須大于這個(gè)極限頻

率才能發(fā)生光電效應(yīng)，低于極限頻率的光不能發(fā)生光電效應(yīng)。

②光電子的最大初動能與人射光的強(qiáng)度無關(guān),光隨人時(shí)光頻率的增大而

增大。

③大廣極限頻率的光照射金屬時(shí)，光電流強(qiáng)度(反映單位時(shí)間發(fā)射出的

光電子數(shù)的多少)，與入射光強(qiáng)度成正比。

?金屬受到光照，光電子的發(fā)射一般不國過10-9杪。

3.波動說在光電效應(yīng)上遇到的困難

波動說認(rèn)為：光的能量即光的強(qiáng)度是由光波的振幅決定的與光的頻率無

關(guān)，所以波動說對解擇上述實(shí)驗(yàn)規(guī)律中的①②④條都遇到困難。

4光子說

⑴量子論；1900年德國物理學(xué)家普朗克提出：電磁波的發(fā)射和吸收是

不連續(xù)的,而是一份一份的,每一份電磁波的能策

￡二人，

0

(2)光子論：1905年愛因斯坦提出;空間傳播的光也是不連續(xù)的，而是

一份一份的，每一份稱為一個(gè)光子,光子具有的能量與光的頻率成正比。

即：

￡=hv

其中v是電磁波的頻率，h為普朗克恒量:

A=6.63xlO-uJ-s

5.光子論對光電效應(yīng)的解樸

金屬中的自由電子，獲得光子后其動能增大，當(dāng)功能大于脫出功時(shí),電

于即uj■脫離金屬表面，入射光的頻率越大，光子能量越大,電子獲得的

能是才能越大，飛出時(shí)最大初功能也越大。

6.

光電效應(yīng)方程：顯二版一明

方是光電子的最大初動能，當(dāng)ER時(shí)，“為極限頻率，“=單

h

四、光的波粒二象性：物質(zhì)波

光既表現(xiàn)出波動性，又表現(xiàn)出粒子性。大量光子表現(xiàn)出的波動性強(qiáng)，少

量光子表現(xiàn)出的粒子性強(qiáng)：頻率高的光子表現(xiàn)出的粒子性強(qiáng).頻率低的

光F衣現(xiàn)HI的波動性強(qiáng)。

實(shí)物粒子也具有波動性，這種波稱為德布羅息波，也叫物質(zhì)波.滿足下

列關(guān)系：

從光子的概念上看，光波是一種概率波.

原廣?結(jié)構(gòu)

一、原子核式結(jié)構(gòu)模型

1、電尸的發(fā)現(xiàn)和湯婢生的悚子模型：

⑴電子的發(fā)現(xiàn)：1897年英國物理學(xué)家湯姆生，對陰極射線進(jìn)行了?系

列研究，從而發(fā)現(xiàn)了電子。

電子的發(fā)現(xiàn)表明：原子存在精細(xì)結(jié)構(gòu),從而打破了原子不可再分的觀念.

⑵湯姆生的原子模型：1903年湯姆生設(shè)想原子是一個(gè)帶電小球，它的

正電荷均勻分布在整個(gè)球體內(nèi)，而帶負(fù)電的電子鑲嵌在正電荷中。

2、粒子散射實(shí)驗(yàn)利峨于核結(jié)構(gòu)模型

⑴軌子散射實(shí)冷：1909年，盧瑟福及助手蓋革和馬斯頓完成的。

①裝置：如下圖

放射源金落

②現(xiàn)象:

a.絕大多數(shù)粒子穿過金帝后，仍沿原來方向運(yùn)動，不發(fā)生偏轉(zhuǎn)。

b.有少數(shù)粒了?發(fā)生較大角度的偏轉(zhuǎn)。

c.有極少數(shù)粒子的偏轉(zhuǎn)角超過了90。，有的幾乎達(dá)到180。，即被反向彈

回。

⑵原了的核式結(jié)構(gòu)模型：

由于粒子的質(zhì)量是電子順星的七r多倍，所以電子不會使粒子運(yùn)動方向

發(fā)生明顯的改變，只有原r?中的正電荷才有可能對粒了的運(yùn)動產(chǎn)生明顯

的影響.

如果正電荷在原子中的分布，像湯姆生模型那根均勻分布，穿過金箔的

粒r所受正電荷的作用力在各方向平衡，粒/運(yùn)動符不發(fā)生明顯改變。

散射實(shí)的現(xiàn)軟證明，原子中正電荷不是均勻分布在原子中的,

1911年，盧瑟福通過對粒子散射實(shí)臉的分析計(jì)翼提出原子核式結(jié)構(gòu)模

型：在原子中心存在一個(gè)很小的核，稱為原子核，原子核集中了原子所

有正電荷和幾乎全部的質(zhì)后，帶貨電荷的電了?在核外空向繞核旋轉(zhuǎn).

原子核半徑約為10-15m,原子乳道半徑約為10-10m

⑶光譜

①觀察光譜的儀淵，分光摸

②光譜的分類，產(chǎn)生和特征

違

恢

由熾熱的固體、液體和扁M由違強(qiáng)分布的，切波

發(fā)先

氣體發(fā)光產(chǎn)生的長的光細(xì)成

射iff

九叨

諾線由不連恢的也光線組

由稀樽氣體發(fā)光產(chǎn)生的

光成

話

高加物體發(fā)出的門光，通過在連強(qiáng)光謊的背景匕

吸收允常物質(zhì)后某些波K的光被吸收由些不連投的啼我費(fèi)1

——成的光譜

③光譜分析:

一種兀素，在高溫下發(fā)出一些特點(diǎn)波K的光，在低溫下，也吸收這些波

長的光，所以把明線光波中的亮紋和吸收光譜中的暗續(xù)都稱為該種元素

的特征譜紋，用來進(jìn)行光譜分析。

二、氫原子光譜

氯原子是最簡單的原子，其光譜也最簡單。

1885年，巴耳木對當(dāng)時(shí)已知的，在可見光區(qū)的14條譜紋作「分析，發(fā)

現(xiàn)這些譜線的波長可以用一個(gè)公式表示：

式中R叫做里德伯常量，這個(gè)公式成為巴爾末公式。

除了巴耳末系，后來發(fā)現(xiàn)的怎光譜在紅外和紫個(gè)光區(qū)的其它譜線也都滿

足與巴耳末公式類似的關(guān)系式。

氫原子光譜是線狀譜，具有分立特征，用經(jīng)典的電磁理論無法解林.

三、原子的能級

玻爾的原子模型：

1.原子核式結(jié)構(gòu)模型與經(jīng)典電磁理論的矛屑（兩方面）

a.電子級核作圓周運(yùn)動是加速運(yùn)動，按照經(jīng)典理論，加速運(yùn)動的電荷，

要不斷地向周圍發(fā)射電磁波，電子的能量就要不斷減少，最后電子要落

到原子核上，這與原子通常是穩(wěn)定的事實(shí)和矛盾。

b.電子繞核旋轉(zhuǎn)時(shí)輻射電磁波的頻率應(yīng)等于電子繞核旋找的頻率，隨著

旋轉(zhuǎn)軌道的連續(xù)變小，電子相射的電磁波的頻率也應(yīng)是連續(xù)變化，因此

按照這種推理原子光譜應(yīng)是連續(xù)光譜，這種原子光譜是線狀光譜事實(shí)相

矛盾6

2.玻爾理論

上述兩個(gè)矛盾說明,經(jīng)典電磁理論已不適用康廣系統(tǒng).玻爾從光譜學(xué)成

就得到啟發(fā)，利用普朗克的能鼠員了化的概念，提了三個(gè)假設(shè)；

①定態(tài)假設(shè)；原子只能處于一系列不連續(xù)的能埴狀態(tài)中，住這些狀態(tài)中

原子是檢定的，電子顯然做加速運(yùn)動，但并不向外在輔射能域.這些狀

態(tài)叫定態(tài)。

②躍遷假設(shè)：原子從一個(gè)定態(tài)（設(shè)能量為Em）躍遷到另一定態(tài)（設(shè)能

量為En＞時(shí)，它輻射成吸收一定頻率的光/，九『的能量由這兩個(gè)定

態(tài)的能量差決定.EPhv=Em-En

③軌道片子化假設(shè)，原了?的不同能品狀態(tài)，跟電子不同的運(yùn)行軌道相時(shí)

應(yīng)。原f的能品:不連續(xù)因而電廣可能軌道的分布也是不連續(xù)的e

3玻爾的氫子模型,

①氫原子的能級公式和軌道半徑公式：玻爾在三條版設(shè)基礎(chǔ)上，利用經(jīng)

典電磁理論和牛頓力學(xué)，計(jì)算出氫原r核外電子的各條可能粒道的半徑,

以及電子在各條軌道上運(yùn)行時(shí)原子的能量，（包括電子的動能和原子的

熱能。）

②氫原子的能級圖：氫原子的各個(gè)定態(tài)的能量值.叫氫原子的能級。按

能量的大小用圖開假的表示出來即能級圖,

其中的定態(tài)稱為基態(tài).n=2以上的定態(tài),稱為激發(fā)態(tài)。

?M

?M

111

I?,????

原子核

?、原子核的組成

1、天然放射現(xiàn)象

⑴天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)：1896年法國物理學(xué)，貝克勒耳發(fā)現(xiàn)鈾或鈾礦

行能放射出某種人眼。不見的射線?這種射線可穿透黑紙而使照相底片

.修光。

放射性：物質(zhì)能發(fā)射出上述射線的性質(zhì)稱放射性.

放射性兀素；具有放射性的7匕素稱放射性元素?

天然放射現(xiàn)象：某種元素自發(fā)地放射射線的現(xiàn)象.叫人撼放射現(xiàn)敦。這

衣明原子核存在精細(xì)結(jié)構(gòu)，是可以再分的。

⑵放射線的成份和性旗：用電場和磁場米研完放射性元素射出的射線,

在電場中軌跡，如下圖

性質(zhì)

時(shí)淺腫類時(shí)淺加成

電離作用貫穿鹿力

時(shí)線氧核組成的粒/流很強(qiáng)很弱

破線高速電廣流較強(qiáng)較強(qiáng)

時(shí)線高頻光r很弱很強(qiáng)

2、原廣核的組成

原子核的組成：原子核是由質(zhì)子和中子組成.質(zhì)子和中子統(tǒng)稱為核子.

在原子核中有：質(zhì)子數(shù)等于電荷數(shù)、核子數(shù)等于質(zhì)量數(shù)、中子數(shù)等于質(zhì)

量數(shù)減電荷數(shù)。

丁原子核的衰變；半衰期

⑴衰變：原子核由于放出某種粒子而轉(zhuǎn)變成新核的變化稱為衰變在原子

核的衰變過程中,電荷數(shù)和質(zhì)鼠數(shù)守恒

愛變類里衰受方程衰受釵律

/電荷數(shù)減少2

a表變力大.Re新橫（質(zhì)量數(shù)減少4

f電荷奴烤加

力直受:“f嘉"*"；質(zhì)員熱不變

在￡盤變中新核負(fù)子數(shù)多一個(gè)，而質(zhì)量我不受是由于反映中有一個(gè)中子變?yōu)橐粋€(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子，

即：；“T；H+:2.

/幅射伴隨著a衰變和￡豆支產(chǎn)生，這時(shí)放射性物質(zhì)發(fā)出的射線中tt會同時(shí)具有a、。卻/三種射

線”

⑵半衰期：放射性元素的原子核的半數(shù)發(fā)牛.衰變所需要的時(shí)間，稱該元

素的半衰期.

放射性兀素衰變的快慢是由核內(nèi)部自身因素決定的.限原/所處的化學(xué)

狀態(tài)和外部條件沒有關(guān)系。

三、放射性的應(yīng)用與防護(hù)：放射性同位素

放射性同位素：有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素.

同位素;具有相同的質(zhì)子和不同中子不的原子互的原位素，放射性同位

素：具有放射性的同位素叫放射性同位素。

正電子的發(fā)現(xiàn)：用粒子轟擊鋁時(shí)，發(fā)生核反應(yīng).

1934年，約里奧一居里夫婦發(fā)現(xiàn)經(jīng)過a粒子轟擊的鋁片中含有放射性

磷

即:

0

反應(yīng)生成物P是磷的一種同位素，自然界沒行天然的

a

，它是通過核反應(yīng)生成的人工放射性同位素。

與大處的放射性物質(zhì)HI比，人造放射性同位素：

①放射強(qiáng)度容易控制

②可以制成各種需要的形狀

③半衰期更知

④放射性廢料容易處理

放射性同位素的應(yīng)用；

①利用它的射線

A.由射線貫穿本領(lǐng)強(qiáng)，可以用來丫射線檢杳金屬內(nèi)部有沒有砂眼或

裂紋，所用的設(shè)備叫Y射線探傷儀。

B.利用射線的弁透本領(lǐng)與物質(zhì)厚哎冷度的關(guān)系，來檢套各種產(chǎn)品的厚度

和密封容器中液體的藥度等，從而實(shí)現(xiàn)自動控制.

C.利用射線使空氣電離而把空氣變成導(dǎo)電氣體，以消除化纖、紡織品上

的靜電.

D.利用射線照射植物，引起植物變異而培ff良種，也可以利用它殺菌、

治病等

②作為示蹤原子：用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)及生物研究等。

棉花在結(jié)桃、開花的時(shí)候需要較多的磷肥.把磷肥噴在棉花葉子匕磷

肥也能被吸收。但是，什么時(shí)候的吸收率最商、璘在作物體內(nèi)能存留多

長時(shí)間、磷在作物體內(nèi)的分布情況等,用通常的方法很難研究。

如果用磷的放射性同位素制成肥料噴在棉花葉面上,然后每隔一定時(shí)間

用探測器測量棉林各部位的放射性強(qiáng)度，上面的