物理模型六-Microsoft-Word-文档

模型二十二：光学模型
美国迈克耳逊用旋转棱镜法较准确的测出了光速，反射定律(物像关于镜面对称)；由偏折程度直接判断各色光的n
折射定律介
空介
λλγ
=
===sinC
90sin sin sin n o
v C i 光学中的一个现象一串结论
色散现象 n v λ(波动性) 衍射 C 临 干涉间距
γ (粒子性)
E 光子 光电效应
红 黄 紫
小 大
大 小
大 (明显)
小 (不明显)
容易 难
大 小
大 小
小 (不明显)
大 (明显)
小 大
难 易
全反射现象：当入射角增大到某一角度C 临时,折射角达到900
,即是折射光线完全消失,只剩下反射回玻璃中的光线，折射角变为900
时的入射角叫临界角。

全反射的条件：光密到光疏；入射角等于或大于临界角。

应用:光纤通信(玻璃sio 2)、内窥镜、海市蜃楼、沙膜蜃景、炎热夏天柏油路面上的蜃景 理解：同种材料对不同色光折射率不同；同一色光在不同介质中折射率不同。

双缝干涉: 条件f 相同，相位差恒定(即是两光的振动步调完全一致)
亮条纹位置: ΔS ＝n λ； 暗条纹位置: λ2
1)(2n S +=∆（n ＝0,1,2,3,、、、）；
条纹间距 ：1)
-L(n da L x d 1-n a d L X =∆=⇒==∆λλ
d 两条狭缝间的距离；L ：挡板与屏间的距离) ；测出n 条亮条纹间的距离。

光的电磁说
⑴麦克斯韦根据电磁波与光在真空中的传播速度相同，提出光在本质上是一种电磁波——这就是光的电磁说，赫兹用实验证明了光的电磁说的正确性。

⑵电磁波谱。

波长从大到小排列顺序为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X 射线、γ射线。

各
无线电波 红外线
可见光 紫外线
X 射线
射线
组成频率波 波长：大
小 波动性：明显不明显 频率：小
大 粒子性：不明显
明显
产生机理
在振荡电路中，自由电子作周期性运动产生
原子的外层电子受到激发产生的
原子的内层电子受到激发后产生的
原子核受到激发后产生的
种 类 产 生
主要性质 应用举例
红外线 一切物体都能发出 热效应 遥感、遥控、加热 紫外线
一切高温物体能发出
化学效应
荧光、杀菌、合成V D2
氢原子的能级图
n
E /eV
∞
1
2
3
4 E 1
E 2
E 3
X 射线 阴极射线射到固体表面 穿透能力强 人体透视、金属探伤
光五种学说：原始微粒说(牛顿),波动学说(惠更斯),电磁学说(麦克斯韦),光子说(爱因斯坦),波粒两相性学说(德布罗意波)概率波
各种电磁波产生的机理,特性和应用,光的偏振现象说明光波是横波,也证明光的波动性. 激光的产生特点应用(单色性,方向性好,亮度高,相干性好)
光电效应实验装置,现象,所得出的规律(四)爱因斯坦提出光子学说的背景
爱因斯坦光电效应方程：mV m 2
/2＝hf －W 0一个光子的能量E ＝hf (决定了能否发生光电效应) 光电效应规律:实验装置、现象、总结出四个规律
①金属都有一个极限频率，入射光大于这个极限频率产生光电效应；低于这个频率不产生光电效应。

②光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而增大。

③入射光照到金属上时，光子的发射几乎是瞬时的，一般不超过10-9
s ④当入射光的频率大于极限频率时，光电流强度与入射光强度成正比。

康普顿效应：石墨中的电子对x 射线的散射现象,这个实验都证明光具有粒子性。

模型二十三：玻尔模型
玻尔模型引入量子理论（量子化就是不连续性，整数n 叫量子数），提出了三条假设：
⑴定态--原子只能处于不连续的能量状态(称为定态)，电子虽然绕核运转，但不会向外辐射能量。

⑵跃迁--原子从一种定态跃迁到另一种定态,要辐射(或吸收)一定频率的光子(其能量由两定态的能量差决定) (终初E E h -=ν
) 辐射(吸收)光子的能量为hf ＝E
初
-E 末
氢原子跃迁的光谱线问题[一群氢原子可能辐射的光谱线条数为
()2
12
-=
=n n C N n ]。

[ (大量)处于n 激发态原子跃迁到基态时的所有辐射方式]
⑶能量和轨道量子化----定态不连续，能量和轨道也不连续；(即原子的不同能量状态跟电子沿不同的圆形轨道绕核运动相对应,原子的定态是不连续的,因此电子的可能轨道分布也是不连续的) 。

由于引进了量子理论，玻尔理论成功地解释了氢光谱的规律。

但由于它保留了过多的经典物理理论（牛顿第二定律、向心力、库仑力等），所以在解释其他原子的光谱上都遇到很大的困难。

氢原子在n 能级的动能、势能，总能量的关系是：E P =－2E K ，E=E K +E P =－E K 。

(类似于卫星模型) 由高能级到低能级时，动能增加，势能降低，且势能的降低量是动能增加量的2倍，故总能量(负值)降低。

量子数
模型二十四：放射现象和核反应
从贝克勒耳发现天然放射现象开始，人们认识到原子核也有复杂结构。

各种放射线的性质比较
↑
↓↓↑↑↑T V E E E n k p
三种射线在匀强磁场、匀强电场、正交电场和磁场中的偏转情况比较。

四种核反应类型(衰变、人工核转变、重核裂变、轻核骤变)
⑴衰变： α衰变：e 422349023892H Th U +→(实质：核内He
n 2H 2421011→+)α衰变形成外切(同方向旋)， β衰变：
e Pa Th 012349123490-+→(实质：核内的中子转变成了质子和中子e H n 0
11110-+→)
β衰变形成内切(相反方向旋)，且大圆为α、β粒子径迹。

+β衰变：e Si P 0
130
1430
15+→（核内e n H 0
11
01
1+→） γ衰变：原子核处于较高能级，辐射光子后跃迁到低能级。

⑵人工转变：
H O He N 1
11784214
7+→+(发现质子的核反应)(卢瑟福)用α粒子轰击氮核,并预言中子的存在
n C He Be 10126429
4
+→+(发现中子的核反应)(查德威克)钋产生的α射线轰击铍 n P He Al 1030154227
13
+→+
(人工制造放射性同位素)
正电子的发现(约里奥居里和伊丽芙居里夫妇)α粒子轰击铝箔
⑶重核的裂变： n
3Kr Ba n U 1
09236141561023592++→+ 在一定条件下(超过临界体积)，裂变反应会连续不断地进行下去，这就是链式反应。

⑷轻核的聚变：n He H H 1
04
23
12
1+→+（需要几百万度高温，所以又叫热核反应） 所有核反应的反应前后都遵守：质量数守恒、电荷数守恒。

（注意：质量并不守恒。

） 半衰期：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间叫半衰期。

计算式为： T t t m m ⎪⎭⎫ ⎝⎛=210或T
t
t n n ⎪⎭
⎫ ⎝⎛=210，式中m 表示放射性物质的质量，n 表示单位时间内放出
的射线粒子数。

可用于生物工程，基因工程，研究生物大分子结构，⑶进行考古研究。

e
Si P 0
1301430
15
+→。