1、高中物理选修335知识点整理物理选修 3-3 知识点一、分子动理论间作用力为零，r 的数量级为01010 m，相当于 r0 位置1、物质是由大量分子组成的（1）单分子油膜法测量分子直径叫做平衡位置。当分子距离的数量级大于 m 时，（2）1mol任何物质含有的微粒数相同分子间的作用力变得十分微弱，可以忽略不计了23 1N 6.02 10 molA4、温度宏观上的温度表示物体的冷热程度，微观上的温度是（3）对微观量的估算物体大量分子热运动平均动能的标志。热力学温度与摄氏温度的关系： T t 273.15K 分子的两种模型：球形和立方体（固体液体通常看成球形，空气分子占据空间看成立方体） 5、内能利
2、用阿伏伽德罗常数联系宏观量与微观量 分子势能a.分子质量：mMmolANb.分子体积：vVmolNA分子间存在着相互作用力，因此分子间具有由它们的相对位置决定的势能，这就是分子势能。分子势能的大小与分子间距离有关，分子势能的大小变化可通过c分子数量：宏观量体积来反映。（r r 时分子势能最小）0M v M vn N N N NA A A AM M V Vmol mol mol mol当r r0 时，分子力为引力，当 r 增大时， 分子力做负2、分子永不停息的做无规则的热运动（布朗运动 扩功，分子势能增加散现象）（1）扩散现象：不同物质能够彼此进入对方的现象，当r r0 时，分子力为斥力，当 r
3、 减少时， 分子力做负说明了物质分子在不停地运动，同时还说明分子间有 功，分子是能增加间隙，温度越高扩散越快 物体的内能（2）布朗运动： 它是悬浮在液体中的固体微粒的无规物体中所有分子热运动的动能和分子势能的总和，则运动，是在显微镜下观察到的。 叫做物体的内能。一切物体都是由不停地做无规则热布朗运动的三个主要特点： 永不停息地无规则运动； 运动并且相互作用着的分子组成，因此任何物体都是颗粒越小，布朗运动越明显；温度越高，布朗运动越 有内能的。（理想气体的内能只取决于温度）明显。 改变内能的方式产生布朗运动的原因：它是由于液体分子无规则运 做功与热传递在使物体内能改变动对固体微小颗粒各个方向撞击
4、的不均匀性造成。 二、气体布朗运动间接地反映了液体分子的无规则运动，布 6、气体实验定律朗运动、扩散现象都有力地说明物体内大量的分子都在永不停息地做无规则运动。玻意耳定律 pV C （C 为常量） 等温变化（3）热运动：分子的无规则运动与温度有关，简称热微观解释：一定质量的理想气体， 温度保持不变时，分子运动，温度越高，运动越剧烈 的平均动能是一定的，在这种情况下，3、分子间的相互作用力体积减少时，分子的密集程度增大，分子之间的引力和斥力都随分 气体的压强就增大。子间距离增大而减小。但是分 适用条件：压强不太大，温度不太低子间斥力随分子间距离加大而减小得更快些，如图 1 中两条图象表达：p1V
5、虚线所示。分子间同时存在引力和斥力，两种力的合力又叫查理定律：pTC（C 为常量） 等容变化做分子力。在图 1 图象中实线微观解释：一定质量的气体，体积保持不变时，分曲线表示引力和斥力的合力 子的密集程度保持不变， 在这种情况下， 温度升高时，(即分子力 )随距离变化的情况。当两个分子间距在图分子的平均动能增大，气体的压强就增大。象横坐标r 距离时，分子间的引力与斥力平衡，分子0适用条件：温度不太低，压强不太大- 1 -图象表达： p V定义：饱和汽所具有的压强。特点：液体的饱和汽压与温度有关 ,温度越高，饱和盖吕萨克定律：VTC（C 为常汽压越大，且饱和汽压与饱和汽的体积无关。（4）湿度量）
6、 等压变化 定义：空气的干湿程度。微观解释： 一定质量的气体， 温度升 描述湿度的物理量高时， 分子的平均动能增大， 只有气 a绝对湿度：空气中所含水蒸气的压强。体的体积同时增大， 使分子的密集程 b相对湿度： 空气的绝对湿度与同一温度下水的饱和度减少，才能保持压强不变 汽压之比。适用条件： 压强不太大， 温度不太低 c相对湿度公式：图象表达： V T13、液晶7、理想气体分子排列有序， 各向异性， 可自由移动， 位置无序，具有流动性 宏观上： 严格遵守三个实验定律的气体， 在常温常压下实验各向异性： 分子的排列从某个方向上看液晶分子排气体可以看成理想气体 列是整齐的，从另一方向看去则是杂乱无
7、章的微观上： 分子间的作用力可以忽略不计， 故一定质量14、改变系统内能的两种方式 ：做功和热传递的理想气体的内能只与温度有关，与体积无关 热传递有三种不同的方式：热传导、热对流和理想气体的方程：pVTC热辐射这两种方式改变系统的内能是等效的8、气体压强的微观解释区别：做功是系统内能和其他形式能之间发生 转化；热传递是不同物体（或物体的不同部分）之间大量分子频繁的撞击器壁的结果内能的转移 影响气体压强的因素：气体的平均分子动能（温度） 15、热力学第一定律分子密集程度即单位体积内的分子数（体积）三、物态和物态变化表达式 u W Q9、晶体： 外观上有规则的几何外形，有确定的熔点， 16、能量守
8、恒定律一些物理性质表现为各向异性 能量既不会凭空产生， 也不会凭空消失， 它只能从非晶体：外观没有规则的几何外形，无确定的熔点，一 符W Q u 些物理性质表现为各向同性号判断物质是晶体还是非晶体的主要依据是有无固定的熔点+外界对系统做功系统从外界吸热系统内能增加晶体与非晶体并不是绝对的，有些晶体在一定的条件下可以转化为非晶体（石英 玻璃）-系统对外界做功系统向外界放热系统内能减少10、单晶体 多晶体如果一个物体就是一个完整的晶体，如食盐颗粒，这样的晶体就是单晶体（单晶硅、单晶锗）如果整个物体是由许多杂乱无章的小晶体排列而成，这样的物体叫做多晶体， 多晶体没有规则的几何外形，律（一切自然过程总
9、是沿着分子热运动的无序性增大但同单晶体一样，仍有确定的熔点。的方向进行）11、表面张力 熵是分子热运动无序程度的定量量度，在绝热过程当表面层的分子比液体内部稀疏时， 分子间距比内部大，表面层的分子表现为引力。如露珠12、饱和汽；湿度（1）饱和汽：与液体处于动态平衡的蒸汽（2）未饱和汽：没有达到饱和状态的蒸汽一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一物体，在转化和转移的过程中其总量不变第一类永动机不可制成是因为其违背了热学第一定律第二类永动机不可制成是因为其违背了热力学第二定或孤立系统中，熵是增加的。17、能量耗散系统的内能流散到周围的环境中，没有办法把这些内能收集起来加以利用。（3）饱
10、和汽压- 2 -选修 3-5 知识点 2光电效应实验规律 (1)每种金属都有一个极限频率1 冲量(2) 光子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光物体所受外力和外力作用时间的乘积； 矢量； 过程量；的频率增大而增大I=Ft ；单位是 N s。(3)光照射到金属表面时，光电子的发射几乎是瞬时的2 动量(4)光电流的强度与入射光的强度成正比 物体的质量与速度的乘积；矢量；状态量； p=mv；单 3爱因斯坦光电效应方程位是 kg m/s；1kg m/s=1 N s。 (1) 光子说：空间传播的光的能量是不连续的，是一份一3 动量守恒定律一个系统不受外力或者所受外力之和为零， 这个系统的总动量保持
11、不变。4 动量守恒定律成立的条件系统不受外力或者所受外力的矢量和为零； 内力远大份的，每一份叫做一个光子光子的能量为 h，其34中 h 是普朗克常量，其值为 6.63 10J s.(2)光电效应方程： EkhW0. 其中 h 为入射光的能量， Ek 为光电子的最大初动能，W0 是金属的逸出功4遏止电压与截止频率于外力； 如果在某一方向上合外力为零， 那么在该方向上(1)遏止电压：使光电流减小到零的反向电压 Uc.系统的动量守恒。 (2) 截止频率：能使某种金属发生光电效应的最小频率叫 做该种金属的截止频率 (又叫极限频率 )不5 动量定理同的金属对应着不同的极限频率合外力的冲量等于动量的变化；
12、 I=mv末 mv 初(3)逸出功： 电子从金属中逸出所需做功的最6 碰撞物体间相互作用持续时间很短， 而物体间相互作用力小值，叫做该金属的逸出功5由 Ek图象(如图 )可以得到的信息(1)极限频率：图线与 轴交点的横坐标 c.很大；系统动量守恒。 (2)逸出功：图线与 Ek 轴交点的纵坐标的绝对值 EW0.7 弹性碰撞 (3)普朗克常量：图线的斜率 kh.三、光的波粒二象性与物质波 如果碰撞过程中系统的动能损失很小，可以略去不1光的波粒二象性计，这种碰撞叫做弹性碰撞。8 非弹性碰撞碰撞过程中需要计算损失的动能的碰撞； 如果两物体碰撞后黏合在一起， 这种碰撞损失的动能最多， 叫做完全非(1)光
13、的干涉、衍射、偏振现象证明光具有波动性(2)光电效应和康普顿效应说明光具有粒子性(3) 光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的波粒二象性弹性碰撞。 2. 光的散射： 光在介质中与物质微粒相互作用， 因而传播第 17 章 光电效应 波粒二象性方向发生改变的现象。一、黑体辐射与能量子1.黑体辐射的实验规律一般材料的物体， 辐射的电磁波除与温度有关外， 还与材料的种类及表面状况有关黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关a随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加b随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动2能量子康普顿效应： 在研究电子对 X 射线的散射时发现有些散射波的波长比入
14、射波的波长略大，康普顿认为这是因为光子不仅有能量，还有动量；说明了光具有粒子性。光子的动量：由于光子的能量是 h ，由相对论知2E=mch c，因此 m=2，动量 p=hc=h。3物质波 （1）定义： 普朗克认为， 带电微粒辐射或者吸收能量时，(1)概率波 只能辐射或吸收某个最小能量值的整数倍 即能量的辐射光的干涉现象是大量光子的运动遵守波动规律的表 或者吸收只能是一份一份的 这个不可再分的最小能量值 现，亮条纹是光子到达概率大的地方， 暗条纹是光子到达 叫做能量子（2）能量子的大小： h ，其中 是电磁波的频率，34h 称为普朗克常量 h6.63 10 J s.概率小的地方，因此光波又叫概率
15、波(2) 物质波：也叫德布罗意波；任何一个运动的物体都有二、光电效应1光电效应现象一种波与之对应， 其波长 =hp；宏观物体也存在波动性，光电效应：在光的照射下金属中的电波长很小。 p 为运动物体的动量， h 为普朗克常量 . 电子从金属表面逸出的现象，叫做光电效 子衍射实验说明实物粒子具有波动性应，发射出来的电子叫做光电子- 3 -第 18 章 原子结构 被某一个原子吸收， 而当光子能量 h大于或小于 E 末E一、原子结构1电子的发现： 1897 年，英国物理学家汤姆生研究阴极初时都不能被原子吸收(2) 原子从高能级向低能级跃迁，以光子的形式向外辐射能量， 所辐射的光子能量恰等于发生跃迁时的
16、两能级射线发现了电子，并提出了原子的枣糕式模型。 间的能量差2. 原子的核式结构6.关于能级跃迁的说明（1） 粒子散射实验的结果(1) 当光子能量大于或等于 13.6 eV 时， 也可以被处于绝大多数 粒子穿过金箔后， 基基态的氢原子吸收， 使氢原子电离；当处于基态的氢原子本上仍沿原来的方向前进，但少数 吸收的光子能量大于 13.6 eV，氢原子电离后，电子具有粒子发生了大角度偏转，极少数 粒 一定的初动能子的偏转超过了 90，有的甚至被撞了回来，如图所示（2）卢瑟福的原子核式结构模型在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的(2)当轨道半径减小时，库仑引力做正功，原子的电势能减小，电子动能
17、增大，原子能量减小反之，轨道半径增大时，原子电势能增大， 电子动能减小，原子能量增大所有正电荷和几乎所有质量都集中在原子核里， 带负电的(3)一个原子和一群原子的区别：一个氢原子只有一 电子在核外绕核旋转 个电子， 在某个时刻电子只能在某一个可能的轨道上， 当二光谱氢原子是最简单的原子， 其光谱也最简单。 1885 年，巴耳末对当时已知的，在可见光区的 4 条谱线作了分析，发 现 这 些 谱 线 的 波长可 以 用 一 个 公 式 表 示 ：11 1R( ) n= 3，4，5， 式中 R 叫做里德伯2 n 22电子从一个轨道跃迁到另一个轨道上时， 可能情况有多种但产生的跃迁只有一种，最多有 n
18、(n-1)种而如果是一群氢原子，这些原子的核外电子跃迁时就会出现所有的可能2情况 Cnn(n21)（4）入射光子和入射电子的区别： 若是在光子的激发常量，这个公式成为巴尔末公式。下引起原子跃迁， 则要求光子的能量必须等于原子的某两三、玻尔理论个能级差；若是在电子的碰撞下引起的跃迁， 则要求电子1定态：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在的能量必须大于或等于原子的某两个能级差 两种情况有这些能量状态中原子是稳定的， 电子虽然绕核运动， 但并 所区别不向外辐射能量第 19 章 原子核2跃迁：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或吸收一定频率的光子， 光子的能量由这两个定态的能量差决定，即
19、h Em En.( h 是普朗克常量， h6.63 1034 J s)1. 天然放射现象（1）天然放射现象的发现： 1896 年法国物理学，贝克勒耳发现铀或铀矿石能放射出某种人眼看不见的射线。 这种射线可穿透黑纸而使照相底片感光。 3轨道：原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周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 放射性：物质能发射出上述射线的性质称放射性能轨道也是不连续的放射性元素：具有放射性的元素称放射性元素4氢原子的能级、能级公式(1) 氢原子的能级图 ( 如图所示 )(2) 氢原子的能级和轨道半径天然放射现象：某种元素自发地放射射线的现象，叫天然放射现象。这表明原子核
20、存在精细结构，是可以再分的。（2）放射线的成份和性质： 用电场和磁场 氢 原 子 的能级公式： En12n来研究放射性元素射出的射线，在电场中轨迹，如图E1( n 2原子核1,2,3 ， ) ，其中 (1)原子核的组成E1 为基态能量， 其原子核由中子和质子组成，质子和中子统称为核子数值为 E1 原子核的核电荷数质子数， 原子核的质量数中子数13.6 eV.质子数氢原子的半径公式： r n n 2 r2 r1( n1,2,3 ， ) ，其X 元素原子核的符号为AZX，其中 A 表示质量数， Z 表示中 r 1 为基态半径，又称玻尔半径，其数值为 r 10.53 10 10 m.10 m.核电荷
21、数(2) 同位素：具有相同质子数、不同中子数的原子核，因5.对原子跃迁条件的理解为在元素周期表中的位置相同， 同位素具有相同的化学性(1)原子从低能级向高能级跃迁，吸收一定能量的光质子只有当一个光子的能量满足hE 末 E 初时，才能 3.原子核的衰变和半衰期- 4 -（1）原子核的衰变一个氘核与一个氚核结合成一个氦核时 （同时放出一个(1)原子核放出 粒子或 粒子，变成另一种原子核的变 中子），释放出 17.6MeV 的能量，平均每个核子放出的化称为原子核的衰变能量 3MeV 以上。比列变反应中平均每个核子放出的能量（2）分类 : 大 34 倍。AA4 4Z2Y2He 如0 e 如1 衰变：
22、衰变：ZXA AZXZ1Y1 衰变规律及实质238 92U234Th904He201e234Th90234 91Pa聚变反应的条件；几百万摄氏度的高温。（3）熟记一些粒子的符号4 1 1 02 ）、质子（1 H ）、中子（0 n）、电 子（ e粒 子（ He 1 ）、 射线： 射线经常是伴随着 衰变或 衰变同时产衰变类型 衰变 衰变生的其实质是放射性原子核在发生 衰变或 衰变的过程中，产生的新核由于具有过多的能量 ( 核处于激发态 )而辐射出光子衰变方程A A4Z XZ2Y42HeA AZX Z1Y01e2个质子和 2 个中（3）半衰期：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需中子转化为质子的时间
23、 公式： N 余N1原(t/，m)2余m12t/原()衰变实质子结合成一个整体射出和电子影响因素： 放射性元素衰变的快慢是由原子核内部自身因素决定的，跟原子所处的物理状态 (如温度、压强 )或1 1 421H20n2He10n1 01H1e化学状态 (如单质、化合物 )无关衰变规律 质量数守恒、电荷数守恒半衰期是大量原子核衰变概率统计规律， 少数几个原子核不能用半衰期公式计算4原子核的人工转变2 3氘核（ 1 H ）、氚核（ 1 H ）3.注意在核反应方程式中，质量数和电荷数是守恒的。用高能粒子轰击靶核，产生另一种新核的反应过程(1)卢瑟福发现质子的核反应方程为：14 4 177N2He 8O
24、五关于核能的计算11 H.(2)查德威克发现中子的核反应方程为：94Be42He126C1 、由于核子间存在着强大的核力（核子之间的引力，特点：核力与核子是否带电无关短程力， 其作用范围为10n.103. m ，只有相邻的核子间才发生作用），所以核子10(3)居里夫妇发现放射性同位素和正电子的核反应方程结合成原子核或原子核分解为核子时， 都伴随着巨大的能为：27 413Al 2He30 115P0n.3015P30 014Si1e.量变化。 2结合能：核子结合为原子核时释放的能量或原子核分反应生成物 P 是磷的一种同位素，自然界没有天然的3015 P，它是通过核反应生成的人工放射性同位素。 与
25、天然解为核子时吸收的能量叫原子核的结合能，亦称核能。比结合能： 结合能与核子数的比值又叫平均结合能， 比结合能越大原子核越稳定。 的放射性物质相比，人造放射性同位素：（1）放射强度容易控制 （2）可以制成各种需要的形状23爱因斯坦质能联系方程： E=mc2E=mc（3）半衰期更短 （4）放射性废料容易处理应用质能方程解题的流程图7.重核裂变 核聚变释放核能的途径 裂变和聚变裂变反应： 裂变： 重核在一定条件下转变成两个中等质量的核的反应，叫做原子核的裂变反应。2 计算，计算时 m 的单位是 “kg”，c(1)根据 Emc235 1 144 89 1例如： 92 U n Ba Kr 3 n0 56 36 0的单位是 “m/s”，E 的单位是 “J”(2)根据 Em 931.5 MeV 计算因1 原子质量单位 (u)链式反应： 在裂变反应用产生的中子， 再被其他铀核浮相当于 931.5 MeV 的能量，所以计算时 m 的单位是“u”，获使反应继续下去。链式反应的条件： 临界体积，极高的温度 .E 的单位是 “MeV ”聚变反应： 聚变反应： 轻的原子核聚合成较重的原子 4利用质能方程计算核能时，不能用质量数代替质量进核的反应，称为聚变反应。 行计算2 3 4 1例如： 1 H H He n 17.6MeV1 2 0- 5 -
