高三物理一轮复习：教科版选修3-5知识点总结

3-5知识点总结（精华版）
一．波粒二象性
1、黑体辐射：黑体辐射的规律为温度越高各种波长的辐射强度都增加，同时，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。

普朗克提出量子理论很好的解释了黑体辐射规律 2．光电效应： 光照到金属上，打出电子的现象
赫兹最早发现光电效应现象，爱因斯坦引入普朗克量子理论提出了光子说，成功解释了光电效应。

(1)光电效应的规律
①任何一种金属都有一个截止频率，低于这个截止频率则不能发生光电效应． ②光电子的最大初动能与入射光的强度无关，随入射光频率的增大而增大．
③光电效应的发生几乎是瞬时的．④大于截止频率的光照射金属时，光电流强度与入射光强度成正比． (2)光电流与电压的关系
给光电管加反向电压时，随电压的增大，光电流逐渐减小，当电压大于或等于遏止电压时，光电流为0.如图所示，给光电管加正向电压时，随电压的增大光电流逐渐增大，当电压增大到某一值时，光电流达到饱和值，再增大电压，光电流不再增加． 由由I －U 图象可以得到的信息(1)遏止电压U c ：图线与横轴的交点的绝对值.
(2)饱和光电流I m ：电流的最大值.(3)最大初动能：E km ＝eU c . 3．光电效应方程
(1)最大初动能与入射光子频率的关系：E k ＝hν－W 0.
(2)若入射光子的能量恰等于金属的逸出功W 0，则光电子的最大初动能为零，入射光的频率就是金属的截止频率．此时有hνc ＝W 0，即νc ＝W 0
h
，可求出截止频率（极限频率，极限波长）
(3)E k －ν曲线：如图所示，由E k ＝hν－W 0可知，横轴上的截距是金属的截止频率或极限频率，纵轴上的截距是金属的逸出功的负值，斜率为普朗克常量h .
爱因斯坦光电效应方程：E k ＝hν－W 0. 最大初动能与遏止电压的关系：E k ＝eU c . 逸出功与极限频率、极限波长λ0的关系：W 0＝hνc ＝h c
λ0
. 3.物质波(德布罗意波)
由光的波粒二象性的思想推广到微观粒子和任何运动着的物体上去，得出物质波(德布罗意波)的概念：任何一个运动着的物
体都有一种波与它对应，该波的波长λ＝h p .
二、原子的结构
1.电子的发现：汤姆孙研究阴极射线发现了电子，并提出了原子的枣糕式模型．密立根油滴实验精确测出电子电量，进一步证实电子存在，并揭示电荷是量子化的，非连续的
2.α粒子散射实验：卢瑟福和他的助手进行了用α粒子轰击金箔的实验，发现绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来方向前进，但有少数α粒子发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于90°，也就是说它们几乎被“撞”了回来．为了解释α粒子的大角度散射，卢瑟福提出了原子的核式结构模型：在原子中心有一个很小的核，原子全部正电荷和几乎全部的质量都集中在核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转．
3、①各种原子的发射光谱都是线状谱，说明原子只发出几种特定频率的光。

②我们可以利用线状谱、吸收光谱中的特征谱线来鉴别物质，进行光谱分析，确定这是何种元素。

③太阳光谱是吸收光谱，从太阳光谱中的暗线可知太阳大气层中含有什么元素。

④经典物理学既无法解释原子的稳定性，又无法解释原子光谱的分立特征。

4波尔原子模型：（1）轨道量子化（2）原子核外电子在离核最近的轨道上运动，这种定态叫做基态，n=1，原子能量最低。

n=2处于第一激发态，n=3处于第二激发态；n=∞,处于电离态，电子脱离原子核束缚
（3）能级量子化：电子沿不同的轨道绕核运动时，原子的定态是不连续
．．．的，因此能级也是不连续
．．．的。

（4）自发跃迁：高能级→低能级，释放能量，发出光子．光子的频率ν＝ΔE
h
＝
E高－E低
h
.
受激跃迁：低能级→高能级，吸收能量．
（5）．一群氢原子处于量子数为n的激发态时，可能辐射出的光谱线条数N＝C2n＝n（n－1）
2
.
（6）原子总能量（能级）=电子的动能+原子核及电子共同具有的电势能。

当电子吸收一个光子后，n变大，电子离原子核变远，轨道半径变大，电势能增大，动能变小，总能量变大。

（7）玻尔模型的成功之处在于能解释氢原子的线状谱，局限之处在于它过多地保留了经典理论（经典粒子、轨道等），无法解释复杂原子的光谱。

现代量子理论认为电子的轨道只能用电子云来描述。

三、核反应
1.贝可勒尔发现天然放射现象，揭示原子核有复杂结构，原子核可以再分。

2.α射线就是氦核，正电，速度0.1C，能被纸片挡住，电离作用很强，云室中径迹直而清晰。

β射线为电子，负电，速度0.99C，贯穿本领较强（能穿透几毫米的铝板），电离作用较弱；云室中高速β粒子径迹又细又直，低速β粒子径迹又短又粗而且弯曲。

γ射线是γ光子，不带电，速度是C，是电磁波，贯穿本领最强（能穿透几厘米的铅板和几十厘米厚的混凝土），电离作用很小，云室中看不到径迹。

3．衰变：原子核自发地放出某种粒子而转变成新核的变化．可分为α衰变、β衰变，并伴随着γ射线放出．α衰变实质是两个中子和两个质子结合成α粒子（氦原子核）被抛射出来；β衰变实质是核内中子转化成一个质子和一个电子。

γ射线实质是当放射性物质发生
α衰变和β衰变时，产生的新原子核（生成物）处于高能级（激发态），在向低能级跃迁的过程中放出的。

γ射线伴随着
α衰变和β衰变同时发生
利用衰变特点依次确定次数
α衰变时其质量数、核电荷数都改变；β衰变时只改变核电荷数，不改变质量数．在判断发生α和β衰变次数的问题时，可先由质量数的变化来确定α衰变的次数，再确定β衰变的次数
2．半衰期
(1)半衰期：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间．半衰期由原子核内部的因素决定，跟原子所处的原子所处的物理状态（如压力温度）或化学状态（如单质形式还是化合物形式）无关，它是对大量原子的统计规律．．．．．．．．．．。

(2)半衰期公式：N 余＝N 原
⎝⎛⎭
⎫
12t /τ
3.原子核组成
（1）卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，发现质子即氢原子核 （2）查德威克用α粒子轰击铍原子核，发现中子。

9
4Be+4
2He →
126C+10n
（3）小居里夫妇在用α粒子轰击铝箔，第一次用人工方法得到放射性同位素，并发现正电子。

42He ＋2713Al →10n ＋3015
P 3015P →30
14Si ＋ 0+1
e （4）放射性同位素
生活中用的射线来源几乎都源自产生的射线，因为半衰期短，核废料干净，便于处理。

应用：工业上射线测厚仪、农业上培优保鲜、医学上放射治疗、农业医学上示踪原子 3.核反应：遵循质量数守恒，电荷数守恒，动量守恒，能量守恒
核反应有4种类型，即衰变、人工核转变、聚变及裂变.4种核反应类型对比如下：
四、核能1.核力及其特点：
(1)核力是强相互作用(强力)的一种表现，在它的作用范围内，核力比库仑力大得多． (2)核力是短程力，作用范围在1.5×10
－15
m 之内．
(3)每个核子只跟相邻的核子发生核力作用，这也称为核力的饱和性 2．结合能
(1)结合能：克服核力束缚，使原子核分解为单个核子时需要的能量，或若干个核子在核力作用下结合成原子核时放出的能量．（释放能量的核反应结合能变大，释放的核能等于结合能之差）
(2)比结合能：原子核的结合能与核子数之比，也叫平均结合能．比结合能越大，表示原子核、核子结合得越牢固，原子核
越稳定．中等质量的核比结合能最大，最稳定。

（释放能量的核反应比结合能变大，比结合能×核子数=结合能） 3．质量亏损
(1)爱因斯坦质能方程：E ＝mc 2
.
(2)质量亏损：原子核的质量小于组成它的核子的质量之和的现象．若核反应前、后的质量亏损为Δm ，则根据爱因斯坦质能方程得释放核能ΔE ＝Δmc 2
，式中Δm 的单位为kg ，ΔE 的单位为J.若Δm 的单位为u ，则ΔE 的单位为MeV. 4．裂变与聚变
(1)重核裂变：重核俘获一个中子后分裂成为两个中等质量的核的反应过程．链式反应， 裂变的应用：原子弹、原子反应堆．
(2)轻核聚变：某些轻核结合成质量较大的核的反应过程，反应时释放出大量的核能．要想使氘核和氚核合成氦核，必须达到几百万摄氏度以上的高温，因此聚变反应又叫热核反应．聚变的应用：氢弹． 五．动量，动量定理，动量守恒定律
1.动量 (1) 定义：物体的质量与速度的乘积．(2) 表达式：p ＝mv ，单位：kg ·m/s.（3）矢量性
（4）动能和动量的关系Ek ＝p2
2m
或p=E
k m 2 2.冲量 ：(1) 定义：力与力的作用时间的乘积．(2) 公式：I ＝Ft.(3) 单位：牛·秒，符号是N ·s.(4) 矢量性：方向与力的方向相同．(5) 物理意义：反映力的作用对时间的积累效应
3．动量定理的内容 ：物体所受合外力的冲量等于它的动量的变化，即Ft ＝p ′－p 或Ft ＝mv 2－mv 1.
3．动量定理的理解
(1)动量定理公式中的F 是研究对象所受的合外力，它可以是恒力，也可以是变力，当F 为变力时，F 应是合外力对作用时间的平均值．
(2)公式Ft ＝p ′－p 除表明等号两边大小、方向的关系外，还说明了两边的因果关系，即合外力的冲量是动量变化的原因． (3)由Ft ＝p ′－p ，得F ＝
p ′－p t ＝Δp
t
，即物体所受的合外力等于物体的动量对时间的变化率 注意：1、一个物体的动量不变，则动能不变；一个物体动能不变，其动量可能变化
2、动量的变化方向与合力方向一致
3、运用动量定理和动量守恒要规定正方向
4．（1）碰后粘在一起的碰撞能量损失最大，仅满足动量守恒。

（2）弹性碰撞：两球发生弹性碰撞时应满足动量守恒和机械能守恒．以质量为m 1、速度为v 1的小球与质量为m 2的静止小球发生正面弹性碰撞为例，有
m 1v 1＝m 1v 1′＋m 2v 2′ 1
2m 1v 21＝12m 1v 1′2＋12m 2v 2′2
解得v 1′＝
（m 1－m 2）v 1m 1＋m 2，v 2′＝2m 1v 1
m 1＋m 2
（3）在分析碰撞的几种可能性时，要注意碰撞中遵循的“三原则”． A ．碰撞过程中动量守恒，即 p 1＋p 2＝p 1′＋p 2′.
B ．碰撞后系统动能不增，即 E k1＋E k2≥E k1′＋E k2′， 或p 212m 1＋p 22
2m 2≥p 1′22m 1＋p 2′22m 2
.
C ．速度要符合实际．：若碰前两物体同向运动，则应有v 后＞v 前，原来在前的物体碰后速度一定增大．若碰后两物体同向运动，则应有v 前′≥v 后′.若碰后两物体运动方向相反，则v 前′与v 后′大小关系不确定．。