粵教版高二物理選修3-5知識(shí)點(diǎn)
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粵教版高二物理選修3-5動(dòng)量守恒定律知識(shí)點(diǎn)
一、動(dòng)量;動(dòng)量守恒定律
1、動(dòng)量：可以從兩個(gè)側(cè)面對(duì)動(dòng)量進(jìn)行定義或解釋：
①物體的質(zhì)量跟其速度的乘積，叫做物體的動(dòng)量。
②動(dòng)量是物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)的一種量度。
動(dòng)量的表達(dá)式P=mv。單位是。動(dòng)量是矢量，其方向就是瞬時(shí)速度的方向。因?yàn)樗俣仁窍鄬?duì)的，所以動(dòng)量也是相對(duì)的。
2、動(dòng)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(dòng)量守恒。動(dòng)量守恒定律根據(jù)實(shí)際情況有多種表達(dá)式，一般常用等號(hào)左右分別表示系統(tǒng)作用前后的總動(dòng)量。
運(yùn)用動(dòng)量守恒定律要注意以下幾個(gè)問(wèn)題：
①動(dòng)量守恒定律一般是針對(duì)物體系的，對(duì)單個(gè)物體談動(dòng)量守恒沒(méi)有意義。
②對(duì)于某些特定的問(wèn)題, 例如碰撞、爆炸等，系統(tǒng)在一個(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, 在這一短暫時(shí)間內(nèi)遵循動(dòng)量守恒定律。
③計(jì)算動(dòng)量時(shí)要涉及速度，這時(shí)一個(gè)物體系內(nèi)各物體的速度必須是相對(duì)于同一慣性參照系的，一般取地面為參照物。
④動(dòng)量是矢量，因此“系統(tǒng)總動(dòng)量”是指系統(tǒng)中所有物體動(dòng)量的矢量和，而不是代數(shù)和。
⑤動(dòng)量守恒定律也可以應(yīng)用于分動(dòng)量守恒的情況。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合外力分量為零，那么在這個(gè)方向上系統(tǒng)總動(dòng)量的分量是守恒的。
⑥動(dòng)量守恒定律有廣泛的應(yīng)用范圍。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)部各物體的相互作用，不論是萬(wàn)有引力、彈力、摩擦力，還是電力、磁力，動(dòng)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(dòng)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(dòng)量守恒定律也都適用。
3、動(dòng)量與動(dòng)能、動(dòng)量守恒定律與機(jī)械能守恒定律的比較。
動(dòng)量與動(dòng)能的比較：
①動(dòng)量是矢量, 動(dòng)能是標(biāo)量。
②動(dòng)量是用來(lái)描述機(jī)械運(yùn)動(dòng)互相轉(zhuǎn)移的高二物理量，而動(dòng)能往往用來(lái)描述機(jī)械運(yùn)動(dòng)與其他運(yùn)動(dòng)(比如熱、光、電等)相互轉(zhuǎn)化的高二物理量。
比如完全非彈性碰撞過(guò)程研究機(jī)械運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)移——速度的變化可以用動(dòng)量守恒，若要研究碰撞過(guò)程改變成內(nèi)能的機(jī)械能則要用動(dòng)能為損失去計(jì)算了。所以動(dòng)量和動(dòng)能是從不同側(cè)面反映和描述機(jī)械運(yùn)動(dòng)的高二物理量。
動(dòng)量守恒定律與機(jī)械能守恒定律比較：前者是矢量式，有廣泛的適用范圍，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。
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(duì)很小，運(yùn)動(dòng)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(duì)心碰撞”(正碰), 而物體碰前速度沿它們質(zhì)心的連線;“非對(duì)心碰撞”——中學(xué)階段不研究。
以物體碰撞前后兩物體總動(dòng)能是否變化區(qū)分，可以分為：“彈性碰撞”。碰撞前后物體系總動(dòng)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(dòng)能損失最大。
各類(lèi)碰撞都遵守動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律，不過(guò)在非彈性碰撞中，有一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)變成了其他形式能量，因此動(dòng)能不守恒了。
二、彈性碰撞和非彈性碰撞
碰撞：相互運(yùn)動(dòng)的物體相遇，在極短的時(shí)間內(nèi)，通過(guò)相互作用，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生顯著變化的過(guò)程叫碰撞。
⑴完全彈性碰撞：在彈性力的作用下，系統(tǒng)內(nèi)只發(fā)生機(jī)械能的轉(zhuǎn)移，無(wú)機(jī)械能的損失，稱完全彈性碰撞。
⑵非彈性碰撞：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)械能有了損失，稱非彈性碰撞。
⑶完全非彈性碰撞：在完全非彈性力的作用下，機(jī)械能損失最大(轉(zhuǎn)化為內(nèi)能等)，稱完全非彈性碰撞。碰撞物體粘合在一起，具有相同的速度。
粵教版高二物理選修3-5波粒二象限知識(shí)點(diǎn)
一、量子論
1.創(chuàng)立標(biāo)志：1900年普朗克在德國(guó)的《高二物理年刊》上發(fā)表《論正常光譜能量分布定律》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)的輻射能量并不是無(wú)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(shuō)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，而是以量子的整數(shù)倍跳躍式變化的。
3.量子論的發(fā)展
①1905年，愛(ài)因斯坦獎(jiǎng)量子概念推廣到光的傳播中，提出了光量子論。
②1913年，英國(guó)高二物理學(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，量子力學(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)射各種波長(zhǎng)的電磁波，并且其輻射能量的大小及輻射能量按波長(zhǎng)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)象稱為熱輻射。
①物體在任何溫度下都會(huì)輻射能量。
②物體既會(huì)輻射能量，也會(huì)吸收能量。物體在某個(gè)頻率范圍內(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。
輻射和吸收的能量恰相等時(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?zèng)Q定于物體的溫度(T)、輻射的波長(zhǎng)、時(shí)間的長(zhǎng)短和發(fā)射的面積。
2.黑體
物體具有向四周輻射能量的本領(lǐng)，又有吸收外界輻射來(lái)的能量的本領(lǐng)。黑體是指在任何溫度下，全部吸收任何波長(zhǎng)的輻射的物體。
3.實(shí)驗(yàn)規(guī)律：
①隨著溫度的升高，黑體的輻射強(qiáng)度都有增加;
②隨著溫度的升高，輻射強(qiáng)度的極大值向波長(zhǎng)較短方向移動(dòng)。
三、光電效應(yīng)
1.光電效應(yīng)在光(包括不可見(jiàn)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)。
⑵光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律：裝置如下圖
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(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，光隨入射光頻率的增大而增大。
③大于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。
④ 金屬受到光照，光電子的發(fā)射一般不超過(guò)10-9秒。
2.波動(dòng)說(shuō)在光電效應(yīng)上遇到的困難
波動(dòng)說(shuō)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(wú)關(guān)，所以波動(dòng)說(shuō)對(duì)解釋上述實(shí)驗(yàn)規(guī)律中的①②④條都遇到困難。
3.光子說(shuō)
⑴量子論：1900年德國(guó)高二物理學(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，每一份電磁波的能量。
⑵光子論：1905年愛(ài)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：。
其中v是電磁波的頻率，h為普朗克恒量：
4.光子論對(duì)光電效應(yīng)的解釋
金屬中的自由電子，獲得光子后其動(dòng)能增大，當(dāng)功能大于脫出功時(shí)，電子即可脫離金屬表面，入射光的頻率越大，光子能量越大，電子獲得的能量才能越大，飛出時(shí)最大初功能也越大。
四、光的波粒二象性;物質(zhì)波
光既表現(xiàn)出波動(dòng)性，又表現(xiàn)出粒子性。大量光子表現(xiàn)出的波動(dòng)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)，頻率低的光子表現(xiàn)出的波動(dòng)性強(qiáng)。
實(shí)物粒子也具有波動(dòng)性，這種波稱為德布羅意波，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.
粵教版高二物理選修3-5原子結(jié)構(gòu)知識(shí)點(diǎn)
一、原子核式結(jié)構(gòu)模型
1、電子的發(fā)現(xiàn)和湯姆生的原子模型：
⑴電子的發(fā)現(xiàn)：
1897年英國(guó)高二物理學(xué)家湯姆生，對(duì)陰極射線進(jìn)行了一系列研究，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)和原子核結(jié)構(gòu)模型
⑴粒子散射實(shí)驗(yàn)：1909年，盧瑟福及助手蓋革和馬斯頓完成的。
a.絕大多數(shù)粒子穿過(guò)金箔后，仍沿原來(lái)方向運(yùn)動(dòng)，不發(fā)生偏轉(zhuǎn)。
b.有少數(shù)粒子發(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(guò)了90°，有的幾乎達(dá)到180°，即被反向彈回。
⑵原子的核式結(jié)構(gòu)模型：
由于粒子的質(zhì)量是電子質(zhì)量的七千多倍，所以電子不會(huì)使粒子運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生明顯的改變，只有原子中的正電荷才有可能對(duì)粒子的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生明顯的影響。
如果正電荷在原子中的分布，像湯姆生模型那模均勻分布，穿過(guò)金箔的粒了所受正電荷的作用力在各方向平衡，粒了運(yùn)動(dòng)將不發(fā)生明顯改變。散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象證明，原子中正電荷不是均勻分布在原子中的。
1911年，盧瑟福通過(guò)對(duì)粒子散射實(shí)驗(yàn)的分析計(jì)算提出原子核式結(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)量，帶負(fù)電荷的電子在核外空間繞核旋轉(zhuǎn)。
原子核半徑約為10-15m，原子軌道半徑約為10-10m。
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