\2016-2017学年高中物理人教版选修3-5
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├─2016-2017学年高中物理人教版选修3-5_章末总结+章末整合+章末检测_第十八章 原子结构 (3份打包)
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章末整合
波粒二象性
能量的量子化黑体与黑体辐射:电磁辐射不连续黑体辐射的实验规律:各种波长的辐射都与温度有关能量子定义:每一份辐射的能量是一个能量子大小:ε=hν,h=6.63×10-34 J·sSP(]光的粒子性光电效应概念:光照使金属发射电子的现象实验规律任何金属都存在极限频率最大初动能与光频率是一次函数关系光电子数目正比于光强瞬时性爱因斯坦光电效应方程:Ek=hν-W0康普顿效应:X射线对石墨晶体的散射,说明光具有动量光子说光子:光辐射不连续,每一份光叫做一个光子光子的能量:ε=hν光子的动量:p=hλ光具有波粒二象性少量光子易表现出粒子性,大量光子易表现出波动性高频光子粒子性显著,低频光子波动性显著光传播时表现出波动性,与微粒作用时表现出粒子性粒子的波动性德布罗意提出粒子具有波动性:物质波或概率波电子的衍射现象证实了粒子的波动性概率波波长:λ=hp粒子具有波粒二象性不确定性关系:ΔxΔp≥h4π
一、量子论与光子说
1.量子论:德国物理学家普朗克提出:电磁波的发射和吸收是不连续的,而是一份一份的,每一份电磁波的能量E=hν.
2.光子说:爱因斯坦提出:空间传播的光也是不连续的,而是一份一份的,每一份称为一个光子,光子具有的能量与光的频率成正比,即E=hν,其中h为普朗克常量,h=6.63×10-34 J·s.
例1 下列对光子的认识,正确的是( )
A.“光子说”中的光子就是牛顿在微粒说中所说的“微粒”
B.“光子说”中的光子就是光电效应的光电子
C.在空间传播的光是不连续的,而是一份一份的,每一份叫做一个光量子,简称光子
D.光子的能量跟光的频率成正比
答案 CD
解析 根据光子说,在空间传播的光是不连续的,而是一份一份的,每一份叫做一个光量子,简称光子.而牛顿的“微粒说”中的微粒指宏观世界的微小颗粒.光电效应中,金属内的电子吸收光子后克服原子核的库仑引力束缚,逸出金属表面,成为光电子,故A、B选项错误,C选项正确;由ε=hν知,光子能量ε与其频率ν成正比,故D选项正确.
例2 已知:功率为100 W的灯泡消耗的电能的5 %转化为所发出的可见光的能量,光速c=3.0×108 m/s,普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,假定所发出的可见光的波长都是560 nm,计算灯泡每秒内发出的光子数.
答案 1.4×1019个
解析 一波长为λ的光子能量为E=hcλ,设灯泡每秒内发出的光子数为n,灯泡电功率为P,则n=kPE,式中k=5 %是灯泡的发光效率.联立两式得n=kPλhc,代入题给数据得n=1.4×1019(个).
二、光电效应的规律和光电效应方程
章末检测
(时间:90分钟 满分:100分)
一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分)
1.某物体受到一个-6 N·s的冲量作用,则( )
A.物体的动量一定减少
B.物体的末动量一定是负值
C.物体动量增量的方向一定与规定的正方向相反
D.物体原来动量的方向一定与这个冲量方向相反
答案 C
解析 动量定理是矢量方程,注意规定正方向解题.
冲量、动量都是矢量,对在一条直线上运动的物体,规定正方向后,可用“+”、“-”号表示矢量的方向,-6 N·s的冲量说明物体所受冲量的大小为6 N·s,方向与规定的正方向相反,由动量定理可知正确答案为C.而初、末动量的方向、大小由题设均不能确定.
2.下列说法中正确的是( )
A.根据F=ΔpΔt可把牛顿第二定律表述为:物体动量的变化率等于它受的合外力
B.力与力的作用时间的乘积叫做力的冲量,它反映了力的作用对时间的累积效应,是一个标量
C.动量定理的物理实质与牛顿第二定律是相同的,但有时用起来更方便
D.易碎品运输时要用柔软材料包装,船舷常常悬挂旧轮胎,都是为了延长作用时间以减小作用力
答案 ACD
章末整合
动量守恒定律
一、动量定理及应用
1.内容:物体所受合外力的冲量等于它的动量变化.
2.公式:Ft=mv2-mv1,它为一矢量式,在一维情况时可变为代数式运算.
3.研究对象是质点.它说明的是外力对时间的积累效应.应用动量定理分析或解题时,只考虑物体的初、末状态的动量,而不必考虑中间的运动过程.
4.解题思路:(1)确定研究对象,进行受力分析;(2)确定初、末状态的动量mv1和mv2(要先规定正方向,以便确定动量的正负,还要把v1和v2换成相对于同一惯性参考系的速度);(3)利用Ft=mv2-mv1列方程求解.
例1 质量为0.2 kg的小球竖直向下以6 m/s的速度落至水平地面,再以4 m/s的速度反向弹回,取竖直向上为正方向,则小球与地面碰撞前后的动量变化为________ kg·m/s.若小球与地面的作用时间为0.2 s,则小球受到地面的平均作用力大小为________N(取g=10 m/s2).
答案 2 12